3D打印製模型助醫護實戰環甲膜切開手術 伊院設辦事處推廣服務

撰文:劉夢婷
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3D打印技術在醫學上應用日趨廣泛,尤其對提升手術準確度及醫護培訓效果顯著。伊利沙伯醫院由2015年起,已在治療及培訓上應用120多個3D打印的三維模板及模型,而每個模型背後都有一段故事。

一名20歲出頭的大學應屆畢業女生,在入職體檢時發現有異常,其後到伊利沙伯醫院求診,發現在頸椎有一個惡性小腫瘤,需儘快做手術切除。然而腫瘤連著複雜的血管及神經線,手術時若未能精確切除,或不慎觸碰到其他位置,恐引致大出血或神經線創傷等嚴重後果。於是,醫生花了30個小時製作患者手術部位的三維模板,高度模擬患者真實狀況,並制定最佳手術方案,最終手術順利進行。

伊利沙伯醫院參考一名60歲女病人的環甲膜,打印出1:1三維模型用作培訓,該模型奪得2021年瑞士日內瓦「國際發明展」銀獎,該院今年7月成立三維打印統籌辦事處,團隊包括工程師、醫生等4人,負責研發及支援等事項,希望可加強與九龍中聯網與其他醫院合作,優化三維打印服務。

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功能之一:助制定方案平均節省約兩成手術時間

伊利沙伯醫院醫療三維打印統籌辦事處主管吳榮耀醫生表示,三維打印模板根據患者真實情況製作,為醫生制定手術方案提供參考。他舉例,腫瘤切除手術需很高準確度,醫生需做好充分準備,了解患者身體狀況,並決定手術方案,才能避免誤差,提高效率及準確度。

他指出,每個模板的製作成本及時間各異,視乎模板尺寸大小及其複雜程度,成本在幾百元到幾萬元不等,醫生根據模板提前判斷好切除角度及深度等細節,有助於正式手術過程中快速到位,平均每次手術可節省約兩成時間。

手術過程中失之毫釐差之千里,醫生需做好充分準備,準確了解患者身體狀況,並決定手術方案,才能避免誤差,並提高效率。(李澤彤攝)

功能之二:教學模擬氣管裝置奪瑞士「國際發明展」銀獎

三維打印模型則用於教學培訓,大部分模型可重複使用,其中最成功的便是緊急環甲膜切開術模擬裝置。伊利沙伯醫院綜合模擬及技能培訓中心主管賈南雄醫生指出,該院參考一名60歲女病人的環甲膜,打印出1:1三維模型用作培訓,該模型奪得2021年瑞士日內瓦「國際發明展」銀獎,為本港首間奪得有關獎項的公立醫院,現有約100名醫護人員接受模擬裝置培訓。

伊利沙伯醫院綜合模擬及技能培訓中心主管賈南雄醫生展示最成功模型,為1:1還原氣管,可作為醫學培訓工具。(李澤彤攝)

賈南雄表示,病人若出現呼吸困難,通常是因肺部有疾病或氣道阻塞,需在氣道插管輸氧,否則會死亡。手術需在病人頸部正中間盡快找到最薄處,即環甲膜的位置,再準確切開一條垂直的中長口子。他稱,手術過程雖然簡單,耗時短,但醫生需憑藉觸覺,在最短時間內用最快速度準確切開環甲膜,並為病人插喉幫助呼吸,因此需加強前期醫生訓練積累經驗。

賈南雄醫生演示,手術需在病人頸部正中間盡快找到最薄處,即環甲膜的位置,再切開一條垂直的中長口子。(李澤彤攝)

賈南雄指出,以往培訓使用豬氣管有不少缺陷,例如豬氣管甲狀腺軟骨形狀與人體有明顯分別、豬的環甲膜較厚、不衛生且供應不穩定,而三維氣管模型則更加貼近實際需求。

賈南雄示範,該個氣管模型觸感逼真,其結構較封閉、具備一定難度,在切開過程中,模型可模仿人體真實生理反應,比如病人流血、導管內呈霧氣化、胸腔膨脹等,非常適合用於教學,被認為是「最成功模型」。

環甲膜穿刺手術要求醫生在最短時間內用最快速度找到環甲膜及切開,再插入氣管幫助患者呼吸。(李澤彤攝)

吳榮耀表示,近年三維打印服務需求增加,伊院綜合模擬及技能培訓中心由2015年起,已跟心臟科、外科、兒科、骨科等不同部門合作,透過三維打印技術打印逾120個器官及組織模型。然而三維打印技術在醫療中的實際運用較複雜,打印技術雖然並不難,難在掃描的精細程度,並根據手術需求切割出部分三維影像再打印。他以腫瘤手術為例,三維模板不需要全方位還原患者頸椎,只需呈現出血管、神經線、腫瘤及骨骼等關鍵部位給醫生提供參考即可,如何取捨亦是考驗。

伊利沙伯醫院醫療三維打印統籌辦事處主管吳榮耀醫生展示惡性腫瘤患者三維模板。(李澤彤攝)

本港醫療三維打印專才少 欠技術認證 落後外國

吳榮耀表示,香港缺少醫療三維打印專才,人才培訓、技術認證及應用程度等均落後於外國。他舉例,目前醫學界有人直接為長者更換三維打印的人工關節到體內,但該操作需實驗室獲得歐盟認證,確保高品質,而本港目前獲認證的實驗室並不多。

吳榮耀表示,曾到外國考察交流,發現歐洲國家、美國及加拿大等地都有大機構專門從事三維打印醫療模型,並設置專科培訓人才,現時香港仍落後於外國。伊院醫療三維打印統籌辦事處成立後,期望能將服務擴展至九龍中聯網醫院,促進跨專科、跨院合作,優化三維打印服務,幫助其他醫院打印三維模板或模型,用以實戰及教學,培養出更多人才,為將來進一步綜合運用三維打印技術奠定基礎。

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