3D Systems SLA打印为冰球冠军量身订造医疗解决方案

国际金属加工网 2017年04月07日

当迈克·韦默在他的重大脊柱手术后,从缓解疼痛的药物中苏醒,他没有考虑术后他应该是什么样的感觉。他想到了术后他不再感受到的:术前从下脊柱弥漫出来的四头肌疼痛,这已困扰了他一年半。

当迈克·韦默在他的重大脊柱手术后,从缓解疼痛的药物中苏醒,他没有考虑术后他应该是什么样的感觉。他想到了术后他不再感受到的:术前从下脊柱弥漫出来的四头肌疼痛,这已困扰了他一年半。

乔治·弗雷医生进行的15个小时的手术结果带来了宽慰,这个手术结合了他屡获殊荣的椎弓根钉内固术和3D Systems领先的3D成像和打印技术。

为了病人精诚协作

在迈克·韦默的脊柱手术期间,3D Systems使用ProX800设备打印了一个个性化解剖模型用于术前参考。

弗雷医生和他的妻子海蒂,一起负责美国科罗拉多州恩格尔伍德市的Mighty Oak医疗公司。当在人体关键区域附近进行手术导航时,比如脊髓、神经和血管时,这家公司的专利FIREFLY®技术提供了一种更简单和更快速的方式,可以精确地放置椎弓根螺钉,从而进行脊柱修复。一开始,Mighty Oak公司已经与位于美国科罗拉多州利特尔顿的3D Systems医疗保健团队携手合作。

海蒂·弗雷说到,“我们需要一位3D打印伙伴,这位伙伴应该是可确保质量,具有可靠性并在医疗设备领域具有专业丰富经验的。3D Systems在任何层面都是非常好的合作伙伴,他们积极支持响应,也致力于创造卓越。”

3D Systems提供全套端到端的精密医疗解决方案,包括虚拟现实模拟器、3D打印解剖模型和针对患者的手术指南及仪器。

自从90年代后期,3DSystems已与关于人类解剖各方面的各类医疗供应商合作。公司已为超过10万台手术治疗研发了个性化的解决方案。

冠军之路

迈克·韦默赢得过多项冰球锦标赛桂冠,并进入科罗拉多州名人堂。

弗雷医生通过恩格尔伍德Craig医院的斯科特·法尔西医生认识了迈克·韦默。自1984年韦默从施工脚手架上摔下,导致身体部分麻痹后,法尔西医生就开始为韦默治疗。2001年韦默接受了一个额外的脊柱融合手术,这是为了帮助矫正他右臂肌肉无力的症状。

经历了他的受伤和首次手术后,韦默通过计算机培训成为了一位数据库方面的IT专家。他也继续追随他喜欢的冰球,于1996年加入了科罗拉多州冰球项目。

2000年,韦默在普莱西德湖村效力于国家冰球队。1980年的冬奥会上,在这个地方,美国冰球队对战俄罗斯队,取得了著名的“冰上奇迹”胜利。2010年,他率领团队赢得了由美国冰球联盟(NHL)发起的冰球比赛冠军,随后一年,他作为科罗拉多雪崩冰球队的明星球员,又赢得了美国冰球协会发起的2011届国家冰球锦标赛冠军。

韦默于2011年冠军赛中进球并助攻得分,随后退役。他转职训练年轻的冰球选手,并通过手轮车运动保持身材。他的冰球成就得到认可,于2012年进入科罗拉多州名人堂。

异常复杂的病例

这些效果图展示了用于定位螺钉的定制型病患专用导板,这可以使手术更安全地避开关键和复杂的脊柱结构。为了迈克·韦默的手术,总共制作了10块导板,每一块导板都是专用于特定的椎骨体。一旦导板在适当位置,螺钉的放置就具有高度的精准性。

左图展示了在把手术元件放置前,手术导板放置于患者骨骼结构合适的位置。

右图展示了术后手术元件放置于骨骼的情况。由于这次意外,韦默已经能承受一定程度的神经和脊脊柱不适,但2014年下旬他开始感受到一些不同:他的四头肌疼痛,还伴有肠道和膀胱的不适。法尔西医生建议他接受由弗雷医生发明的,具有新形式的病患个性化导航手术。

弗雷医生说,“随着时间的推移,迈克的脊柱融合术和神经疾病造成椎间融合以下的椎间盘和腰椎体恶化,这使得神经和脊柱遭受进一步压迫,导致严重的神经性疼痛。”

手术准备工作的第一步就是为韦默的脊椎做CT扫描。扫描结果被发送给3D Systems,韦默的脊柱结构通过数据切割被呈现为三维方式。

弗雷医生和3D Systems医疗服务部的主管克里斯·博德罗表示,“韦默的情况远比其他脊柱手术更复杂”。
弗雷医生指出,“迈克之前手术的植入物上发生了骨增生的情况,尽管植入物已经被移除,但是对周围骨骼的破坏都可能影响到FIREFLY导板的放置,所以需要足够多的筹备工作才能进行手术。”

3D Systems医疗服务部主管博德罗表示,“由于他之前的外科手术,在CT扫描中有巨大的图像伪影,所以医疗图像需要大量处理,以便将解剖面积转化为三维数字模型。这会是一个大型脊柱手术,所以我们需要处理9个椎骨,基于脊柱和臀部的骶骨。”

3D打印量身定制

3D Systems将韦默的脊柱解剖的3D模型发送给Mighty Oak医疗,他们将使用这个3D模型来设计每个椎弓根螺钉的轨迹,以便准备3D打印导板,导板可以决定螺钉如何精确的放置于韦默的脊柱。

使用FIREFLY设计,3D Systems为每个需要手术的椎骨打印了椎弓根螺钉导板。同时也为术前规划打印了骨骼解剖模型,用于手术参考。

手术导板和骨骼模型都是通过3D
Systems ProX®800打印而成,这是一台SLA设备,SLA技术以卓越的表面光洁度、高分辨率、精度和优秀的容错能力而著称。

SLA技术由3D Systems创始人Chuck
Hull于1983年发明。3D Sytems始终致力于在进行技术创新,降低成本的同时提供更高速、更具精度和更易使用的产品为目标而不断努力。

ProX 800材料选择范围广,可提供最大范围的应用。关于韦默的参考模型和螺钉导板,3D
Systems使用一种塑料材料和已验证的工艺,使打印件经过消毒后可直接在手术室中使用。

手术的成功与康复

获益于3D Systems领先的3D成像和打印技术,脊柱手术成功后的迈克·韦默佩戴者背板支撑架于家中休养

弗雷医生于2016年7月22日在恩格尔伍德的瑞典医疗中心为迈克·韦默进行手术。但韦默恢复意识,最近困扰他的疼痛已经基本消失,先前的痛苦已经大大减轻。

弗雷医生认为,“迈克最近正在接受一个缜密的康复过程,术后恢复非常不错。”弗雷医生推测这个康复周期将持续一年。

韦默以63岁的年龄继续活跃在IT界,并且在业余时间继续进行手轮车运动。他还非常享受与2个孙子共享天伦,一个9岁,一个13岁,并寄望他们将在冰球场成为下一代冠军时的手术结果带来了宽慰,这个手术结合了他屡获殊荣的椎弓根钉内固术和3D Systems领先的3D成像和打印技术。

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