「Reborn」はもう難しくありません！煙台山病院は3Dプリントで精密医療の発展を推進

出典: Qilu One Point

「大胆かつ大胆」から「緻密かつ緻密」へ、整形外科手術は洗練の時代を迎えています。その背景には、何世代にもわたる整形外科医たちの努力と探求だけでなく、医療技術の継続的な発展もあります。

煙台山病院整形外科では、「知能化、低侵襲化、精密化」に向けた発展のスピードが止まるところを知りません。同省初の整形外科ロボット手術をいち早く完成させ、国家整形外科ロボット応用センターを設立し、煙台初の医療用3Dプリントイノベーション研究センターを建設した。医学と工学の融合を背景に、テクノロジーは医療の発展に力を入れ、スマート医療を可能にしている。煙台山病院医療3Dプリントイノベーション研究センターの設立と発展により、ますます多くの患者が「パーソナルカスタマイズ」のメリットを享受し、「自分を変える」ことはもはや困難ではなくなりました。

3D プリントにより医師は「透視能力」と「安定した手」を持つことができるようになる

現在、3Dプリンティングは、最も代表的な国際最先端技術の一つとして、さまざまな国や分野で研究のホットスポットとなっています。近年、3Dプリント技術は医療分野で広く研究され、臨床的に実践されており、医療界に革命的な進歩をもたらしています。

CTスキャンデータに基づいて「3次元再構成」を行い、患者の患部モデルまたは手術ナビゲーションテンプレートを直接印刷します。整形外科における3Dプリント技術の応用により、医師はある程度「透視能力」と「安定した手」を身に付け、整形外科手術で「見えない、不正確、不安定」という状況を取り除き、「狙いを定めて撮影」を正確に実現できるようになりました。

煙台山病院、整形外科手術に3Dプリント技術を応用（撮影：記者呂奇）

骨盤骨折の外科的治療は困難かつ危険を伴い、外傷整形外科治療において常に難しい点となってきました。数日前、62歳の王さんは浴室で誤って転倒し、骨盤骨折を負った。少し動くだけでも耐え難い痛みが走り、緊急手術が必要となった。手術前の関連検査を終えた後、煙台山病院整形外科部長、東方病院第二外傷科部長の孫涛医師は、仙骨外側翼、右寛骨臼、右恥骨上下枝の骨折と診断した。患者とより直感的にコミュニケーションを取り、手術計画をより正確に設計するために、孫涛氏と彼のチームは、手術前に3Dプリント技術を使用して患者の骨盤の1：1比率のモデルを印刷しました。また、ソフトウェアを使用してコンピューター上で骨折の整復と骨板の事前曲げをシミュレーションし、手術前に明確なアイデアを得て、手術中に手を落ち着かせました。

このような応用例は、煙台山病院の整形外科のいたるところで見ることができます。「整形外科における3Dプリント技術の応用は、主に術前病変モデルのプリントと製作、精密手術を支援する術中手術ナビゲーションテンプレート、体内のカスタマイズされた個人用義肢とインプラント材料の3つです。」孫涛氏は、煙台山病院医療3Dプリントイノベーション研究センターは煙台市初の医療3Dプリントイノベーション研究センターであると紹介した。同センターは、煙台山病院と上海交通大学医学部付属第九人民病院3Dプリント技術臨床変革研究開発センターが共同で設立し、2021年10月に正式に設立された。 3D プリント技術は、医師がより直感的かつ正確に手術計画を立てるのに役立つだけでなく、これまで治療できなかった深刻な整形外科疾患に対する新たな治療法も提供しています。

煙台山病院医療3Dプリントイノベーション研究センター

記者が煙台山病院の医療3Dプリントイノベーション研究センターで見たところ、3台のプリンターが24時間稼働しており、病変モデルや手術ガイドが絶えず作成され、関係部門に送られていた。センターには、3Dガイド、モデル印刷実験室、インプラント補綴実験室などの実験設備があり、主に医療用画像、処理、モデリング、拡張現実技術を研究し、コンピューターデジタル技術を使用して手術計画を支援し、3D印刷技術の臨床応用により、より正確な診断と治療を可能にします。現在までに、当センターは合計 7,800 人の患者を治療しており、その中には膝関節置換ガイド 300 件、骨切りガイド 30 件、インプラント 20 件、釘配置ガイド 40 件といった高度な手術も含まれています。

インタビュー中、記者は、外傷整形外科、関節外科、脊椎外科、骨腫瘍、手術外科、リハビリテーション科などの部門が3Dプリント技術を日常業務に応用しているほか、脳神経外科、心臓胸部外科などの一般的な内外手術分野でも3Dプリントが広く使用されていることを知りました。

精密医療の助けを借りて、患者は「パーソナライズされた」整形外科治療を楽しむことができます

「傷んだところを切る」、「足りないところを補う」。3Dプリント技術の応用により、整形外科の精密医療は大きく前進し、患者に合わせた「パーソナルカスタマイズ」が可能になった。孫涛氏は、パーソナライズされた義肢のカスタマイズはショッピングモールで服を買うようなものだと、鮮明な例えを述べた。もともとは標準スタイルの異なるサイズから選択することしかできなかったが、今では個人の体型に合わせて「カスタマイズ」できる。

このような「パーソナルカスタマイズ」はどのようにして実現されるのでしょうか?孫涛氏は、パーソナライズされた義肢の作成には少なくとも4つのステップが必要であると紹介した。スタッフは患者のCTスキャンとMRIスキャンのデータをアップロードし、コンピューターのCADソフトウェアを使用してモデリングを完了する。医師は特定の手術計画と手術に基づいてエンジニアと義肢の設計について話し合い、最後に専門の医療機器会社に引き渡されて生産を完了する。パーソナライズされた人工補綴物は、骨や関節の欠損を正確に修復できるだけでなく、機能の回復や生活の質の向上にも非常に効果的です。

孫涛のチームが手術を行っている（撮影：記者呂奇）

最近、煙台山病院は3Dプリント技術を使用して人工膝関節を「オーダーメイド」し、自動車事故で負傷した患者の治療に成功し、局所的な構造的安定と早期の機能回復を実現しました。煙台市の住民である張さんは交通事故に遭い、左下肢が道路上でひどく擦れ、左膝に開放性損傷を負った。入院時の診断は、左大腿骨遠位部と左脛骨近位部の開放骨折および骨欠損、左膝の皮膚および軟部組織欠損、左膝関節の内側側副靭帯欠損でした。救急外傷センターの医師らは、全身麻酔下で張さんに創面切除術と心室中隔欠損陰圧ドレナージ術を実施した。手術中、張さんの左大腿骨内側顆、脛骨内側顆、骨軟骨関節面、半月板が部分的に損傷しているほか、負傷側の皮膚と靭帯も損傷していることがわかった。

関節の安定性を確保しながら、張さんの歩行機能を回復させるにはどうしたらいいでしょうか?このため、煙台山病院救急外傷センターの李鴻燕主任は、すぐに病院全体で症例検討会を組織した。煙台山病院副院長の張立明氏と整形外科部長の孫涛氏は、3Dプリント技術を使って張さんのために人工関節を印刷し、骨や関節の欠損部を正確に修復し、膝関節の完全性と機能を回復するというアイデアを提案した。煙台山病院は、画像データと症状や兆候に基づいて、張さんの膝関節の欠損部分の形態と生体力学に適合する人工関節を印刷した。その日の手術中、孫涛医師と李紅燕医師は3Dプリントした人工関節を張さんの体に埋め込み、内側LARS靭帯の再建手術を完了した。術中検査では、関節の動きと安定性が良好であることが示された。「こんなに回復するとは思っていませんでした。家族は私が以前と変わらず健康で仕事と生活のバランスが取れていると言っています」と張さんは興奮気味に語った。

3D プリント技術は整形外科外傷手術において明らかな利点があるだけでなく、この技術の使用により、精密な治療と再建を必要とする骨腫瘍患者に新たな希望をもたらします。今年の春節後、煙台山病院整形外科・骨腫瘍科は、張立明副院長と廖光軍院長の指導の下、3Dプリント技術を用いて上腕骨遠位部転移患者の腫瘍の完全切除手術と肘関節機能の再建に成功した。これは、3Dプリント技術を用いた個人に合わせたカスタマイズされた人工関節を用いた山東省の骨腫瘍分野における初の手術でもある。

多くの人にとって、「カスタマイズ」は高価であることと同義です。「個人に合わせてカスタマイズされた義肢は必ずしも高価というわけではなく、具体的な状況によって異なります。」孫涛氏は記者団に対し、整形外科における3Dプリント技術の使用により、多くの不可能が可能になったが、価格面では輸入品よりも安い場合もあると語った。しかし彼はまた、すべての手術に3Dプリント技術を使用する必要があるわけではなく、患者にとって最も適切な手術方法を選択することも、煙台山病院整形外科が常に遵守してきた原則であると強調した。

「Xiaomi + ライフル」に別れを告げ、整形外科は再び革新と発展の頂点に達する

医学と工学の融合は、医療と技術の困難を打破する「鍵」として認識されています。煙台市の整形外科診断および治療の主要機関として、煙台山病院は 3D プリント技術の探求と応用の道を長い間歩んできました。

2019年に煙台山病院3Dプリント技術整形外科臨床実験センターが開設されました。煙台山病院は、整形外科における強力な技術力と持続的な発展の勢いを頼りに、多くの部門と協力し、3Dプリントデジタルモデルの構築や、骨や関節の置換における3Dプリント技術の応用研究など、整形外科分野における3Dプリント技術の研究と臨床応用を模索してきました。これらの取り組みにより、煙台山病院の整形外科の技術レベルがさらに向上し、骨疾患の治療がより個別化され、正確になりました。

イノベーションが開発を推進し、コラボレーションが新たな章を創ります。現在、医療技術が継続的に発展する中、煙台山病院の整形外科発展のリーダーとして孫涛氏は、医師は「小米＋ライフル」という伝統的な構成に別れを告げ、積極的に新技術と新たな挑戦を受け入れ、患者をよりよく守るために技術を絶えず向上させるべきだと考えています。これを基に、煙台山病院は臨床分野における3Dプリント技術の本格的な開花の新たな章も開きました。

孫涛氏が同僚らと仕事について話し合っている（撮影：呂奇記者）

2021年、煙台山病院と上海交通大学医療3Dプリントイノベーション研究センターは戦略協力協定を締結し、煙台初の医療3Dプリントイノベーション研究センターを設立しました。双方はそれぞれの強みを生かし、医療3Dプリントの人材育成、科学研究、臨床応用を推進するために協力していきます。

一連の成果の達成により、同研究所の3Dプリンティング革新研究は業界でますます認知されるようになりました。今年3月、国家衛生委員会医療管理センターの3Dプリント医療応用専門家委員会が主催し、上海交通大学医療3Dプリントイノベーション研究センターが主催した第3回全国医療3Dプリント技術および臨床応用イノベーションコンテストにおいて、煙台山病院の張立明副院長、孫涛整形外科部長、廖光軍骨腫瘍科部長と彼らのチームが独自に設計し完成させた「3Dプリント人工器官の骨腫瘍疾患治療への応用」と「3DプリントガイドとスペーサーのHTOへの応用」の2つのプロジェクトが、いずれもコンテストで準優勝した。これは、煙台山病院の医療用3Dプリント技術が国内の専門家から満場一致で認められ、その臨床応用と革新能力が新たなレベルに達したことを示しています。

革新に終わりはなく、発展に終わりはありません。煙台初の医療用3Dプリントイノベーション研究センターの建設と利用を機に、煙台山病院は診断・治療能力を全面的に向上させ、精密医療の改善と強化に引き続き尽力し、実践的な行動で人々の健康を守っていきます。

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