Simpleware 基於 MRI 和 CT 影像建立 3D 列印模型以協助進行腫瘤術前規劃

概述

3D LifePrints 使用 Synopsys Simpleware 軟體將病患特定影像轉換為 3D 列印解剖模型，作為 3D 虛擬模擬和實體（醫療設備）手術導板使用。Simpleware 軟體獲得診斷 3D 列印許可，幫助 3D LifePrints 實現其在護理點 (POC) 3D 列印領域的影響力，包括嵌入式臨床中心。

腫瘤外科是 3D LifePrints 的關鍵專業之一，他們的工程師在英國幾家專科醫院工作，幫助手術團隊處理困難和複雜的病例，包括設計和製造切割導板以輔助手術。本文展示兩個成功案例，包括半骨盆切除術和髂骨靶向切除術。

亮點

使用 Simpleware ScanIP 匯入和視覺化 CT 掃描以及分割骨骼
使用 Ansys 軟體模擬骨骼 / 設備交互
3D 列印帶有定制植入物的患者骨骼模型
虛擬手術規劃協助最終手術和植入
工作流程節省時間並更好的支援臨床決策

術前 MRI/CT 影像分割與建模

3D LifePrints 在本案例中需創建可消毒的手術導板，協助切除患者左半骨盆被腫瘤腫塊破壞的部分，且腫瘤切除手術日期緊迫，需要快速完成。

使用 Simpleware ScanIP Medical 分割患者最近的 MRI 和 CT 掃描影像，建立具有肉瘤的左半骨盆的虛擬模型，透過安全的手術切緣讓肉瘤數位化生長，突出顯示方便更好地區分，幫助外科醫生評估和確定最佳的手術切割平面。

3D LifePrints 製作了三種不同的手術導板，分別可以對髂骨進行側面雙平面切割、對恥骨進行單次切割、對坐骨進行單次切割。三者均使用可滅菌且 USP VI 級生物相容性透明材料「Biomed Clear」，在醫院內 3D Life Prints 控制環境設備 Formlabs 3B 3D 列印機上列印製成。

圖：使用 Synopsys Simpleware 軟體產生的 PI/II 半骨盆切除術模型。

3D LifePrints 透過在 5 天內創建解剖模型並設計和製造導板，能夠滿足手術的緊迫性要求。手術團隊使用解剖模型和導板作為術前工具，讓患者詳細討論腫瘤復發和轉移。術中，導板最佳貼合，並允許使用單一後路伸展入路，從而顯著縮短手術時間。

虛擬模型提升手術品質

在第二個例子中，該病例涉及一名患有無症狀 1 級軟骨肉瘤的患者，該患者是在進行單獨調查的常規掃描中發現的。腫瘤很小並且位於患者的左側髂骨，因此外科醫生希望進行有針對性的骨保留切除術，以保留髂骨的完整性，同時確保使用足夠的邊緣。

因此，3D LifePrints 為此手術設計並提供了患者專用的滅菌手術鑽孔導板，使用 Simpleware ScanIP Medical 從患者的 CT 和 MRI 掃描中分割骨骼結構和腫瘤結構，然後將這些解剖結構組合起來創建一個虛擬模型，在該模型中腫瘤以數位方式擴增以創建安全的手術切緣，將邊緣突出顯示，視覺化方便外科醫生確定最佳切除路徑。

3D LifePrints 使用 Biomed Clear 製作了針對患者的圓形鑽孔通道導板，並連同 3D 列印的解剖模型一起交付給手術團隊，以供術中參考。

圖：用於髂骨靶向切除的 3D 列印模型和手術導板。

結論

借助安裝良好的導板，外科醫生能夠打出必要的鑽孔來指導隨後的截骨術，降低手術難度，並在一小時內完成，手術團隊對導向裝置的精確度十分滿意。這種精確度可以用安全的切緣切除腫瘤，同時保留骶髂關節並避開神經血管結構，術後患者康復更加快速。

3D LifePrints目前的應用和正在開發的專科手術領域，以及它們通過嵌入式中心密切參與臨床網站，展示了將患者數位化、設備產品和服務帶向即時醫療的巨大潛力。Simpleware 軟體支援 3D LifePrints，實現快速高效的工作流程，從醫學成像到 3D 列印以及幫助改善患者護理的其他虛擬方法。

參考資料