威海：「ARメガネ＋3Dプリント」が臨床現場で使用され、「透明人間」に3Dプリントされた椎骨を装備

△威海市中央病院院長のコン・ハイボ氏（左から1人目）は、AR技術を通じて3Dプリント脊椎置換手術を行った。現在、医療外科分野におけるハイテクの応用はますます驚異的になっている。2017年3月23日、南極熊はDazhong.comから、威海市中央病院が3月21日に「AR（拡張現実）技術」と「3Dプリント技術」というハイテク手段を通じて仙骨と尾骨の巨大紡錘細胞腫瘍の切除と脊椎置換手術を成功させたことを知った。これは中央病院の3Dプリント技術が整形外科手術に応用されたもう一つの成功した試みである。整形外科分野におけるAR技術と3Dプリント技術の完璧な応用は国内初の事例となる。では、これら 2 つのハイテク技術はどのように組み合わせられるのでしょうか?

画像検査データに基づき、コンピュータシミュレーションの支援を受けて、人体の組織や臓器のモデルを印刷することができ、ARグラスをかけると、患者は突然「透明人間」になり、神経、血管、病変部位をはっきりと見ることができます。仮想シーンを実際の手術シーンに重ね合わせると、医師は手術台の上の患者の状態を完全に理解でき、メスがどこまで届くかをより詳しく知ることができるため、手術の安全性が大幅に向上します。

最先端の医療技術：「AR技術＋3Dプリント」で腫瘍除去、椎骨置換

先日、文登市に住む66歳の林青さん（仮名）は、全身の力が入らないと感じたため、市中心部の病院で検査を受けた。医師は思いがけず、腹部にボール大の腫瘍を発見した。多科の診察、CT、MRI、穿刺、病理検査の結果、低悪性度の腰椎腫瘍であることが判明した。腫瘍は第5椎骨を侵食し、巨大化していた。すぐに治療しなければ、彼の命はいつ危険にさらされてもおかしくなかった。

現在、腰椎に侵入した腫瘍の治療には外科的切除が依然として鍵となっています。主治医は患者の実際の状況を考慮し、患者の家族と綿密に話し合い、最終的にリン・チンさんに腰椎腫瘍の切除と3Dプリント椎体置換手術を行うことを決定しました。医療画像データに基づいて、3Dプリント技術を使用してパーソナライズされた人工椎体を作成し、手術中に患者の体内に移植して、新しい腰椎安定化システムを確立しました。

21日午前8時50分、緊迫した手術が正式に始まった。台山学者の著名な専門家、威海中心病院院長の聰海波氏、脊椎外科の上級専門家の張恩中氏、外傷整形外科の院長の馬朝強氏らの専門家が協力して手術を行った。血管介入外科、泌尿器科、麻酔科、画像診断、輸血、手術室などの多分野の専門家が協力した。上海臨岩科技が提供するAR技術の助けを借りて、患者の11cm×9cm×6cmの腹部の腫瘍を完全に除去し、3Dプリントされた金属椎骨をうまく移植した。手術には4時間以上かかった。手術中、患者のバイタルサインは安定しており、手術は予定通りに完了した。

医師がARグラスを装着して手術を行っている間、記者は外部スクリーンを通して観察した。 ARグラスから送られてくる映像を通して、まるで手術台の上にいるような感覚を味わうことができる。医師は音声やジェスチャーでARグラスに映し出された映像を操作し、手術中に表示を切り替えたり、動脈や静脈、骨をドラッグしたり移動させたりできる。記者は外部スクリーンを通して、外科医の視点からこの繊細な手術を観察できる。

都心の病院では、整形外科手術に3Dプリント技術を適用することは珍しくないことが分かっています。これは寛骨臼骨折手術に広く使用されているだけでなく、主要な整形外科腫瘍の切除への応用も非常に成熟しています。今回、AR技術の応用により、医師は患者の血管、組織、病変部位を360度で提示できるようになり、手術の安全性が大幅に向上し、手術の精度も向上しました。

さらに詳しく: これはどのような手術ですか?

これを読んで、ネットユーザーはさまざまな科学技術用語を十分に理解していないと感じるのでしょうか?手術後、コン・ハイボ院長が詳しい説明を行った。

ステップ1: 3Dプリント技術を使用して人間の組織や臓器を「クローン」する

コン・ハイボさんは、手術前は患者とその家族が不安になることが多いと語った。現在の CT および MRI 画像の結果のほとんどは白黒で表示されるため、専門家以外の人が識別するのは困難です。病変の大きさはどれくらいですか、その正確な位置はどこにありますか、どこから除去を開始すればよいですか、そして身体に悪影響はありますか?これらは患者にとって大きな懸念事項です。

3D プリント技術はこの混乱を解決することができます。手術前に、臨床整形外科、画像診断、一般外科の医師とコンピューターエンジニアが3次元再構成技術を使用して腫瘍、骨、周囲の重要な神経血管組織を再構成し、コンピューターを使用して3次元立体画像をシミュレーションして合成しました。この3次元画像をもとに、特殊な材料と技術を使って、全く同じ形状と明確な内部構造を持つ腰椎モデルを印刷することができ、病変の位置も明確になります。医師は患者の前で模型を持って患者に説明します。これは非常に便利であり、医師もよりよく理解できます。医師と患者のコミュニケーションが可視化され、医師と患者間の理解が向上しました。

ステップ2: 拡張現実(AR)技術を使用して患者を「透明」にする

昨今、AR技術は単なる「見た目が美しい」という概念ではなく、一般の人が考えるように、動画を観たりゲームをしたりするほど単純なものではありません。実際、AR技術は伝統医学と「密接な関係」を築いています。この手術では、複数の角度から撮影された CT 画像と MRI 画像を使用して、仮想的でありながら非常にリアルな患者の解剖学的構造を復元し、患者と医師が手術をどのように行うべきかをより明確に理解できるようにしました。

医師がメガネをかけた後、音声制御とジェスチャーコマンドを通じて仮想病変を完全に除去することができ、医師はこのような鮮明でリアルな世界で手術プロセス全体をシミュレートすることができます。

ステップ3: 拡張現実技術を使用して手術部位を「透視」する

Cong Haibo氏は、このプロセスの最も重要な部分は、拡張現実（AR）技術を実際の手術とシームレスに結び付けることだと語った。手術中に難しい部位に遭遇した場合は、メガネをかけることができます。目がスキャンする場所に関係なく、現実的な仮想シーンが視界に現れます。実際の環境と仮想オブジェクトがリアルタイムで同じ画面または空間に表示されます。2種類の情報が相互に補完し、患者の病変領域全体の構造が明らかになります。外科医が「X線メガネ」をかけているようなもので、重要な血管、神経、組織を避けて、皮膚を通して腫瘍の位置、大きさ、深さを直接見ることができるため、手術の安全性が向上します。

つまり、脊椎腫瘍切除に3D技術+AR技術を適用することで、手術前と手術中の全プロセスの正確な視覚化が実現し、患者は最高の治療効果を得ることができ、手術の安全性と精度が大幅に向上しました。

将来は有望：ハイテク技術が医療業界でより広く利用されるようになる

聯海波氏は記者団に対し、今回のAR技術の応用成功は単なる試みではなく、大きな突破口でもあると語った。今後、市立中央病院はデジタル医療と精密医療をさらに探求し、「3Dプリント」技術と「AR」技術を整形外科分野からより広い医療分野に拡大することを推進し、医療発展の最前線に遅れずについていき、威海市民に全面的に利益をもたらしていく。

「3Dプリントは非常に『流行』しており、AR技術は非常にハイエンドですが、そのルーツはデジタル医療にあります。精密なデジタル設計がなければ、『美しい』3Dプリントや完璧な仮想現実技術は生まれなかったでしょう。」コン・ハイボ氏は、2016年に市立中央病院がデジタル医療センターを設立し、医療の最前線に勇敢に従い、精密医療と個別化医療の時代の到来を歓迎したと語った。センターの実験室で実施されている遺伝子配列解析、薬物遺伝子感受性検査などのプロジェクトは、国際的にトップレベルにあります。同時に、介入技術、胸腔鏡、腹腔鏡、脳室鏡、穿孔内視鏡、関節鏡などの技術はすでに非常に成熟しており、臨床デジタル医療の総合的な発展に強固な基礎を築いています。威海中心病院は今後も科学研究と革新に注力し、幅広く人材を吸収し、医療スタッフの基礎研究能力を高め、最先端医療のペースに追随し、病院全体でデジタル化と精密な診断と治療が実施されるようにしていきます。

出典: Dazhong.com

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