3Dプリントは乳児の呼吸器を正確に修復し、パーソナライズされた医療ケアは複雑な手術計画を補助します

出典: ストラタシス

シアトルチルドレンズ病院は 100 年以上にわたり、乳幼児の特有の医療ニーズに応えることに尽力してきました。病院の約 60 の小児科専門分野の優秀な医師たちは、患者に優れた思いやりのあるケアを提供し、医学研究で画期的な成果を達成するために協力しており、シアトル小児病院は太平洋岸北西部でナンバーワンの小児病院であるだけでなく、米国でも最高の小児病院の 1 つとなっています。

病院は、イノベーションが治療結果をどのように改善できるかの例を示しました。手術室に入る前に、3D プリント技術を使用して手術を計画し、手術技術を練習しました。このカスタマイズされたケアへのアプローチは、希少疾患の患者に安全で改善された治療を提供するのに役立ちます。

症例の1つは、シアトル小児病院に入院した生後数日で呼吸困難の兆候を示した乳児に関するものだった。 CTスキャンの結果、赤ちゃんは右主気管支狭窄を患っていることが判明した。これは新生児の呼吸困難のまれな原因である。赤ちゃんの右主気管支は極めて重度の狭窄を患っており、呼吸がうまくできず、気管支は髪の毛ほどの大きさしかありませんでした。この赤ちゃんはシアトル小児病院の呼吸器・消化器プログラムのディレクターであるカアラン・ジョンソン医師によって治療された。ジョンソン医師は、上気道における複雑な呼吸および嚥下障害を持つ小児の治療を専門としています。

「3D プリントを含む利用可能なテクノロジーを活用して視野を広げれば広げるほど、目標に近づくことができます。従来は非常に困難でリスクが伴っていたことが、今ではより簡単に実行できます。また、子どもたちにとってより好ましい臨床条件と、より良い治療結果を生み出しています。」

—カアラン・ジョンソン医学博士

作戦の成功に自信あり

シアトル小児病院の多くの患者と同様に、この赤ちゃんの健康管理ニーズは複雑で、耳鼻咽喉科、心臓病学、呼吸器学、麻酔科など複数の分野の専門家による協調的なケアが必要でした。患者の気管支狭窄の種類が判明したら、ジョンソン氏と彼のチームはどのような手術が必要かを話し合うことができる。

ジョンソン氏のチームは慎重に検討した結果、スライディング気管形成術が最適な治療法であると判断した。また、耳鼻咽喉科医はスライディング気管形成術を年に数回実施していますが、他の手術に比べるとはるかに一般的ではありません。

「症例はそれぞれ異なります。気管支狭窄の正確な位置、狭窄の程度と位置はすべて、手術の計画と意思決定に影響します。

—カアラン・ジョンソン医学博士

△3Dプリントされた気道を扱うカアラン・ジョンソン医師。手術には高い精度が求められ、手術も複雑なため、ジョンソン医師とチームは、スライディング気管形成術の各ステップを事前に3Dプリントし、乳児の気道と同じサイズのモデルを作成して手術の練習と評価を行うことで合意した。

Stratasys Digital Anatomy™ 3D プリンターを使用すると、乳児の気道をバイオメカニクスに至るまで正確に再現できるため、医師は正確に再現された気道で練習することができます。

複雑な患者の気道をデジタルで設計し、印刷することができれば、医師は手術を仮想的に詳細に計画できるだけでなく、チームとしてリハーサルを行うことも可能になり、全員が手術が成功裏に行われるという自信を持つことができました。

「気管を分割し始めたら、後戻りはできません。どこをどのような角度で切るかを正確に知っておく必要があります。」

—カアラン・ジョンソン医学博士

△ 3Dプリント呼吸器個別化医療の価値

気管支狭窄のような複雑な症状を、悲嘆に暮れる家族に説明するのは難しい場合があります。家族が聞く情報と医師が伝える情報の間にギャップがある可能性があるという証拠があり、そこで 3D プリントが役に立ちます。 3D モデルを印刷することで、家族、医師、学生は参照に必要な物理的なオブジェクトを入手でき、親は特定の病気の影響を実際に感じることができます。

「私たちは経験から、触ったり感じたりできるもの、そして動くものがあることが特に重要だと学びました。幼い赤ちゃんの気道の手術では、気道は常に動いている柔軟な構造です。模型を手に持ち、同僚と一緒に実際の手術手順を実行できたことで、重要な議論や学習が可能になりました。」

—カアラン・ジョンソン医学博士

「計画プロセス、チームとの術前リハーサル、家族が手術を理解して他の人に説明できるようになることなどから得られるメリットを見ることができて、とてもうれしく思っています。このプロセスには本当に大きな価値があり、呼吸器疾患の患者さんにより個別化されたケアを提供していると思います。」

—カアラン・ジョンソン医学博士

手術を始める前に、ジョンソン氏と彼のチームは患者の家族と面談し、あらゆる詳細について話し合います。研究者らは、患者の手術計画を説明するために乳児の気道の 3D モデルも印刷しました。この赤ちゃんはシアトル小児病院でスライディング気管形成術を受けた最年少の患者だった。

ジョンソン氏はまた、生後1か月の患者の母親に、実物大の3Dプリント模型を贈った。そうすれば、母親はそれを友人や家族に見せることができるでしょう。この小さな印刷されたプラスチック片が自分にとってすべてを意味するということを、視覚的に誰かに説明できるのは珍しいことだと彼女は語った。

△3Dプリントされた気道を持つ患者の母親とカアラン・ジョンソン医師。手術前夜、外科医たちは会議室に集まり、手術の内容と手順の複雑さについて検討した。手術当日に備えて、小さな 3D モデルで切開の練習をします。予想以上にスムーズに進みました。患者の母親は微笑んでこう言った。「将来、彼女は思いもよらない品々を見せたり話したりできるようになるでしょう。」彼女は3Dモデルを掲げて、旅の途中での自分の経験を人々に見せていました。

「優れた外科医になるには、家族とのコミュニケーションも必要です。医療上の意思決定を共に行うことが重要です。このプロセスでは、家族の価値観を理解し、生活の質を向上させるために何ができるかを考えます。これを完全に理解し、実行するには、複雑な概念を表現する能力が必要です。これが 3D プリント技術の付加価値です。」

—カアラン・ジョンソン医学博士

3Dプリントは大きな影響を与える可能性がある

Digital Anatomy プリンターは、実際の組織の感触と特性を模倣した解剖モデルを作成する強力な印刷機能を備えており、医師は複雑でリアルな患者固有のモデルを高い忠実度で印刷できるため、外科治療、研究、トレーニングの向上に役立ちます。

シアトル小児病院では、すでに多くの患者がデジタル解剖学 3D プリントの恩恵を受けています。彼らのカスタマイズされたケアアプローチは、外科医と看護チームが複数の分野にまたがる複雑な手術を計画し、臨床結果を改善し、患者とその家族により良いケアを提供するのに役立っています。

3D プリント技術を採用しているシアトル小児病院は、家族の病状の物理的なレプリカを実際に手に取るなど、期待を超える体験を家族に提供することで、大きな影響を与えることができることを発見しました。ジョンソン氏は、3Dプリントの応用と可能性は計り知れないが、彼らの目標は常に同じであり、可能な限り最高のケアサービスを提供することだ、と述べた。

△ セス・D・フリードマン博士は、患者の2歳の誕生日プレゼントとして、3Dプリントされたユニコーンを手に持っています。下のQRコードをスキャンして、J750 DAP電子書籍をダウンロードしてください。