来自卢旺达的 15 岁女孩儿 Rachel Uwimana 身患骨纤维性发育不良症,这是一种骨骼疾病,由瘢痕组织导致骨骼发育异常,严重损伤她的颅骨和左眼周围的眶骨,但目前治疗这种疾病出现新的希望。

幸亏医生的妙手仁心,加之包括 3D Systems 虚拟手术计划 (VSP®) 和 3D 打印在内的高端科技,Rachel 现在可以谈笑自如,而这在几年前几乎是不可能的。

一个新的开始

Rachel 首先在卢旺达接受骨纤维性发育不良症治疗。医生对她进行了手术治疗,但她的身体对植入体产生免疫排斥反应,最终植入体与鼻腔的接触引起了感染。 

她引起了德克萨斯州奥斯汀市戴尔儿童医疗中心全球健康负责人 Ric Bonnell 医生的关注。戴尔儿童医疗中心隶属于全国最大的非营利性医疗卫生系统 Ascension。Bonnell 将 Rachel 带到奥斯汀市,与非洲新生儿机构进行合作为孩子提供治疗,这是一项非营利性计划,旨在帮助需要医疗援助的儿童。 

Rachel 在戴尔儿童医疗中心的第一次手术是由颅面外科医生 Raymond Harshbarger、科罗拉多洲丹佛市医疗保健技术中心 3D Systems 团队、神经外科医生 Timothy George、传染病科医生 Coburn Allen 和一支专业人才队伍共同努力完成的。

模拟手术

Harshbarger 医生是虚拟计划的早期采用者,在 21 世纪早期首先使用 3D 技术规划了复杂的手术。他于 2009 年开始与现在的 3D Systems 医疗保健技术中心合作,并凭借虚拟手术计划和 3D 打印模型及指导工具进行了数百次手术。

“Rachel 的病情非常复杂,”Harshbarger 医生表示。“使用 3D Systems 虚拟手术计划,我们可以在确定最终计划之前尝试不同的方法。”

2015 年 3 月底,我们对患者进行了第一次手术,清除了患者在卢旺达接受手术治疗时注入的大面积骨水泥,治疗感染的额窦,切除纤维发育不良组织,对从 Rachel 的大腿转移的组织进行软组织重建以及骨骼重建。

使用 Rachel 的 CT 扫描数据,3D Systems 通过网络会议与 Harshbarger 医生和外科团队其他成员合作,制定手术步骤,并对手术台上进行的骨切割进行数字模拟。

患者专用的手术工具

针对第一次手术,3D Systems 使用其 ProX® 立体光固化成型印刷技术打印了一个模型,显示了切除多余骨骼后,Rachel 的颅骨将出现什么状况。 

此外还创建了两块手术导板;一块用于帮助 Harshbarger 医生定位患者专用的临时钛网,以保护 Rachel 的眼眶区,另一块表示需要从 Rachel 的头骨中切除的过度生长骨骼。

处理复杂性

在第一次手术后五个月进行的第二次手术中,Harshbarger 医生重新定位了 Rachel 的颧骨、前额和眼眶以实现对称。3D Systems 再次与 Harshbarger 医生联手进行了虚拟手术计划,并创建了 3D 打印的头骨模型、标记和定位导轨以及模板。

“定位导板旨在帮助 Harshbarger 医生在骨骼上做参考标记,这个标记用于确保定制的 PEEK 植入体按照设计进行定位,”3D Systems 的 VSP 重建服务负责人 Mike Rensberger 表示。 

PEEK 代表聚醚醚酮,是 KLS Martin 用于创建患者专用的颅骨植入体的一种高强度塑料。在 Rachel 的病例中,两件式植入体覆盖前额的颅骨以及眼眶和上颧骨周围的眼眶区。

“创建这种设计所面临的挑战是,手术过程中要形成美学上正确的精确轮廓,同时确保植入体的相应功能,”KLS Martin 的 CT 植入体专家 Tirth Patel 表示。

“3D Systems 与 Harshbarger 医生密切合作,规划骨骼的正确移动,” Patel 表示。“我们从 3D Systems 系统中收集数字文件并创建个性化设计,以帮助 Harshbarger 医生完美地定位植入体,从而在前额上形成光滑的表面。”

“复杂性非常高,因为植入体必须下降并直接对准已移动到新位置的颧骨,”Harshbarger 医生表示。“绝不允许出现任何错误。颧骨的运动非常精确,必须完全对准植入体。”

“来自 3D Systems 的虚拟手术计划和 3D 打印模型、导轨和模板可实现这类精确水平。”

第二次手术非常成功,解决了 Rachel 颅骨重建的主要问题。Harshbarger 医生建议将来进行整容手术来修复因移植组织造成的肤色差异,并扩大因手术而缩小的头皮区域。

从希望到机遇

大约在第二次手术后的一个月内,Rachel 受 Ascension 机构成员 Seton Healthcare 之邀,前往华盛顿特区,聆听了教皇弗朗西斯在美国国会的讲话。她与戴尔儿童医疗中心病例管理人员 Dee Brosnan 一同前往,Rachel 在奥斯汀市停留期间,她作为东道主给予了热情款待。

教皇弗朗西斯的讲话对 Rachel 来说受益匪浅,主要是通过国际合作来灌输希望: 

“我们的努力必须着眼于重建希望、纠正错误、信守承诺,从而促进个人和人民的福祉。我们必须团结一致,本着团结友爱的精神,为共同利益而携手前行。”

截至 2016 年春季,Rachel 一直与 Brosnan 生活在一起并就读于奥斯汀市的一所国际高中,在那里学习英语。她计划六月份在奥斯汀市完成学业,然后回到卢旺达,在身体上、精神上和情感上焕然一新,重新回归家庭。