がん患者のための「オーダーメイド」治療を3Dモデリング

出典：済南日報

整形外科手術は「パーソナライゼーション」を実現する

「手首の腫れがひき、指の曲げ伸ばしや手の皮膚の感覚も完全に正常になりました。趙院長、ありがとうございます！」山東省第三病院の脊椎・脊髄・骨・軟部組織腫瘍外科病棟で、少女シャオ・ジャンさんは興奮を隠し切れず、趙ティンバオ教授に何度もお礼を言った。

今年23歳の張暁さんは、2年前から右手首に時々痛みを感じるようになったが、少女はその痛みを深刻に受け止めていなかった。以前、張暁さんは転倒し、手首の痛みが悪化して腫れ上がりました。痛みの症状は治まらず、彼の注意を引きました。鄒平病院で検査を受けたところ、右手首に腫瘍があることが判明し、治療のために上級の病院に行くよう勧められた。さまざまなところから問い合わせた後、シャオ・ジャンさんは省第三病院の主任専門家である趙庭宝教授に相談に来ました。趙廷宝教授のチームは、初期段階での慎重な準備と詳細な計画を経て、最近、3Dプリント技術を使用して患者の骨切りと再建を「カスタマイズ」し、骨腫瘍の除去に成功し、患者に新しい人生を与えました。

3Dモデリングにより腫瘍の「個性」が明確に表現される

趙庭宝医師によると、患者はここ2年ほど右手首に痛みを感じていた。レントゲン検査の結果、右手首の腫瘍の疑いがあった。骨の腫瘍は急速に成長し、関節は変形しており、患者の日常生活に深刻な影響を与えていた。趙廷宝氏はさらにこう説明した。「骨腫瘍の特徴の一つは、腫瘍が拡大して成長することです。腫瘍が大きくなると、局所的なしこりや痛みが現れます。腫瘍は神経を圧迫し、手足のしびれを引き起こすこともあります。」

趙庭宝氏のチームは、画像検査と穿刺生検を通じて、肖張さんの手首の骨腫瘍が骨巨細胞腫であることを確認した。骨巨細胞腫は境界性腫瘍です。境界腫瘍とは、良性腫瘍と悪性腫瘍の中間に位置する、分類が難しい腫瘍のことです。このタイプの腫瘍の治療では、最初の外科的治療措置が不適切であれば、腫瘍の再発、さらには悪性化や転移を引き起こす可能性が非常に高くなります。

趙廷宝医師は、腫瘍の成長により患者の手首の関節が変形し、機能不全に陥ったと述べた。患者は比較的若く、関節機能に対する要求も高いため、腫瘍の完全切除を確実にし、再発率を低下させ、患者の手首関節機能を可能な限り温存し再建することが最も重要です。手首の関節は人体の中で最も複雑な関節で、血管、神経、腱、靭帯が豊富に存在しています。少しでも不注意があると、患者に修復不可能な損傷を与える可能性があります。最高の治療効果を確実にするために、趙庭宝氏のチームは手術前の手術計画を支援するために 3D プリント技術を使用することを決定的に選択しました。 3D プリントコンピュータの支援により、患者の CT 画像または MR 画像を使用してコンピュータソフトウェアで 3 次元モデルを構築し、その後、病変モデルを迅速に構築するか、3D プリンタを使用してシミュレーション手術を設計します。 1:1モデリングにより、病変領域をより完全かつ直感的かつ立体的に表示でき、病変と周囲の血管や神経との関係を明確に表示できるため、医師は手術前に病変をさまざまな角度から観察できるほか、手術中に骨腫瘍の状態を正確に評価し、骨腫瘍の「個性」を理解することにも役立ちます。

「事前に術前計画を立て、手術部位のデジタル物理モデルを作成することで、患者の具体的な状態を直感的に提示できます。医師はモデル上で手術をシミュレーションすることで、手術をより正確にし、手術計画をより安全にすることができます。医師は手術前に自信を持つことができます」と趙廷宝氏は述べた。

「テーラーメイド」同種骨移植

「患者の病変は変形しており、いくつかの治療法がありますが、それぞれに長所と短所があります。少女の状況を考慮すると、まだ非常に幼いことを考慮すると、手首の機能は最大限に保護される必要があります。家族と十分に話し合った後、医療チームは同種骨置換法を使用して患者の手首関節を再建することを決定しました」と趙廷宝氏は述べた。

「初期の骨腫瘍患者は、削り取り、骨移植、鋼板固定が必要で、術後の再発確率はかなり高かった。腫瘍部分を切除し、人工金属プロテーゼを埋め込むことも可能だった。しかし、金属プロテーゼには耐用年数の問題がある。移植後、繰り返しの動作でプロテーゼが緩む可能性があり、2次修正、さらには複数回の修正が必要になる可能性がある。さらに、機械的摩擦が繰り返されると、患者は関節炎や痛みを感じることもある」趙廷宝氏は、他の方法と比較して、腫瘍部分の骨自体が使用できない場合、同種骨移植再建手術は、初期段階で患者の関節の動きと日常機能を回復し、後期段階では骨の成長と骨の置換（平たく言えば、完全に自分の骨に成長する）が可能で、患者の将来の生活にある程度有益であると述べた。

同種骨ブロックは主に各地の医療用骨バンクから提供されており、切除した腫瘍の形状や大きさに応じて適切に調整できることが分かっています。「3Dモデリングに基づいて、さまざまな骨バンクに連絡を取り、適切な骨ブロックを探しました。」趙庭宝氏は、患者の腕の骨は小さく、見つけるのが難しかったが、幸運にも1週間後に正確に一致する骨ブロックが見つかったと述べた。

「この手術の適用範囲は限られており、主に骨腫瘍や骨欠損に用いられ、全国で実施された手術件数は多くない」と趙庭宝氏は述べ、手術中は重要な神経や血管の損傷を避け、術後感染を抑制し、術後静脈血栓症を予防し、術後に手首関節機能を回復させる必要があるとした。これらの問題はすべて十分な準備が必要だ。

手術は趙廷宝医師が脊椎・脊髄外科、麻酔科、手術室の医療チームの暗黙の協力を得て行った。血管、神経、腱を明瞭に解剖し、骨の腫瘍部分を一片ずつ除去し、術前の測定結果に基づいてカスタマイズされた「橈骨」に「交換」するのに3時間を要した。医療スタッフの治療と丁寧なケアにより、患者は手術後に順調に回復しました。

高度な技術が整形外科手術の個別化に貢献

情報によると、3Dプリント技術は1990年代半ばに登場し、光硬化や紙ラミネートなどの技術を使用する最新のラピッドプロトタイピングデバイスです。近年の技術の段階的な成熟に伴い、3D プリントは重工業、手工芸品などの業界で広く使用されるようになり、医療業界でもその存在感を示しています。

趙廷宝氏は、3Dプリントの利点は、迅速なプロトタイピング、高精度、個別生産など非常に明白であり、臨床整形外科手術に優れたサポートを提供できると紹介した。骨腫瘍の応用では、骨腫瘍組織の 3D プリントを使用して骨腫瘍の切除をガイドしたり、チタン合金でプロテーゼをプリントしたり、手術中に正確な穿刺をガイドするための個別穿刺ガイドを設計したりできます。これにより、手術の透視と繰り返しの位置決めにかかる時間が大幅に短縮され、患者の痛みが軽減されます。

とても高度な技術のようですが、治療費は高額になるのでしょうか？趙廷宝氏は、現在の3Dモデリングのコストは高くなく、国の医療保険政策の継続的な調整に伴い、一部の3Dプリント技術サービスが医療保険サービスの範囲に含まれていると述べた。 3Dプリント技術に基づくパーソナライズ医療モデルは、骨腫瘍など、これまで治療不可能だった重篤な整形外科疾患に対する新たな治療法を発見しました。患者が生き延びるチャンスを生み出すだけでなく、もともと生活の質が非常に悪かった多くの整形外科患者の生活の質も向上させます。

山東省第三病院の脊椎、脊髄、骨および軟部組織腫瘍外科は、3Dプリント技術を使用して患者の痛みや悩みを解決しています。実際、これは病院全体の技術サービスレベルを向上させ、人々が満足する病院を作るための努力の縮図でもあります。当病院は、患者の多分野、多面、多レベルの健康ニーズを満たすことを指針とし、より安全で、より便利で、より効率的なコミュニケーションとより快適な医療サービスを人々に提供することに努め、「人々が満足する病院」というサービスブランドの創造にさらなる力を注いでいます。（記者楊暁英、特派員曹坤、劉学明）

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