Tái tạo hộp sọ bằng kỹ thuật in 3D chính xác

Giới thiệu.

Kỹ thuật in 3D hình ảnh chính xác đã chính thức được đưa vào lĩnh vực y học! - Trưởng khoa Han-Tsung Liao.

Qua hệ thống vi tính định vị, in cấu trúc hộp sọ, giảm thiểu rủi ro sau khi phẫu thuật hộp sọ khuôn mặt không cân đối, loại bỏ phương pháp theo kinh nghiệm hồi phục gãy xương trước đây. Bác sĩ trong lúc tiến hành phẫu thuật có thể xác nhận được vị trí hồi phục xương bị gãy, sự cân đối của 2 bên ổ mắt. Đối với bác sĩ hiện nay không chỉ có nhờ vào kinh nghiệm, mà còn có thêm thiết bị hỗ trợ trong quá trình phẫu thuật.


Hệ thống định vị và in 3D trong lúc phẫu thuật.

Để tránh tổn thương thần kinh, mạch máu và những cấu trúc quan trọng trong khi phẫu thuật phức tạp cấu trúc sọ và mặt, dẫn đến biến chứng nghiêm trọng, các nhà khoa học đã phát triển hệ thống định vị và in 3D trong lúc tiến hành phẫu thuật. Kỹ thuật này sẽ giúp các bác sĩ tránh khỏi làm tổn thương các tổ chức quan trọng và nâng cao hiệu quả trong việc xác định vị trí cân xứng khuôn mặt chính xác trong lúc tiến hành phẫu thuật.


Hệ thống định vị trên cơ bản gồm các bộ phận quan trọng sau.

1. Phần mềm thiết kế chuyên dùng cho sọ và mặt.

Máy chủ định vị trong lúc phẫu thuật.

Mắt điện tia hồng ngoại lúc phẫu thuật.

Bóng phản chiếu theo dõi bệnh nhân đặt thiết bị khung đỡ.

Z-touch or soft touch scanner.

Bóng phản chiếu pointer.


Quá trình hoạt động cơ bản như sau.

1. Chuyển tài liệu hình ảnh (CT, MRI or CTA) vào phần mềm chuyên dùng sọ mặt.

2. Sử dụng hình ảnh bệnh nhân thông qua phần mềm xử lý thiết kế trước khi phẫu thuật, sau đó chuyển tài liệu hình ảnh đến máy chủ hệ thống định vị.

3. Kết nối hình ảnh vị trí giải phẫu thực tế trên hàm mặt của bệnh nhân với máy tính định vị.

 a. Đặt khung đỡ theo dõi cố định trên xương không di chuyển của bệnh nhân.

 b. Nhập vị trí cần giải phẫu trên hệ thống máy chủ vi tính, thường sử dụng trên bề mặt, hệ thống Z-touch scanner thường được ứng dụng trong bề mặt da sọ và mặt.

 c. Qua mắt điện, bóng phản chiếu theo dõi bệnh nhân đặt khung đỡ và scan vô số hình ảnh chấm đỏ nhỏ các vị trí tương xứng, vi tính có thể kết nối hình ảnh bệnh nhân với vị trí giải phẫu thực tế trên hàm mặt của bệnh nhân.

4. Trong lúc phẫu thuật có thể sử dụng bóng phản chiếu pointer xác nhận vị trí phẫu thuật đang tiến hành qua hệ thống hình ảnh bệnh nhân.

※ Hình ảnh sau khi thiết kế thông qua phần mềm chuyên dùng cho sọ mặt có thể in ra từ máy in 3D, có thể làm bản mẫu tái tạo ổ mắt hoặc tái tạo sọ hàm (hình dưới).

Khó khăn trong tái tạo sọ mặt.

Sọ mặt là cấu trúc phức tạp nhất của cơ thể, ngoài mạch máu, dây thần kinh và mô não quan trọng gồm các cơ cấu xương sọ và hàm mặt ba chiều, tái tạo hàm mặt cần phải hồi phục nhu cầu thẩm mỹ cân xứng. Tuy các bác sĩ có kinh nghiệm đối với tái tạo sọ hàm mặt đơn giản có thể đạt được yêu cầu trên, nhưng đối với tổn thương nghiêm trọng gãy xương hoặc biến dạng (như vỡ xương ổ mắt, tái tạo xương hàm trên và dưới..v.v.), bác sĩ có kinh nghiệm vẫn khó đạt được hiệu quả hoàn hảo.


Nguyên nhân chính như sau:

  1. Phẫu thuật tái tạo và phục hồi gãy xương trên khuôn mặt thường là vết mổ nhỏ và ẩn giấu, nên bác sĩ không đủ kinh nghiệm sẽ khó xác định vị trí hồi phục có như vị trí trước lúc tổn thương.
  2. Vết thương chỉ lộ ra bên xương gãy, đối với vị trí đối xứng với một bên khác, trong lúc phẫu thuật rất khó xác định.
  3. Gãy xương cấp tính, mô tế bào sưng phù, trong lúc phẫu thuật khó xác định vị trí xương có cân xứng với một bên mặt khác.
  4. Tái tạo xương vùng ổ mắt bên hoặc xương dưới vùng mắt qua vết mổ nhỏ, nếu bác sĩ phẫu thuật đối với vị trí giải phẫu chưa quen thuộc, đôi khi sẽ dẫn đến vị trí tái tạo không chính xác hoặc không đối xứng, trường hợp nghiêm trọng hơn sẽ dẫn đến tổn thương thần kinh mà không phát hiện.

Chia sẻ bệnh án.

Bệnh nhân trong một lần tai nạn xe ô tô dẫn đến gãy xương gò má trái và gãy xương ổ mắt, nhưng do chấn thương đến nhiều cơ quan, sau khi khám và chuyển đến khoa chỉnh hình, xương đã lành ở vị trí không đúng. Xem hình có thể thấy, xương gò má trái thấp hơn so với bên phải, và nhãn cầu mắt trái lún sâu hơn. Thời gian điều trị tốt nhất cho gãy xương là trong vòng 2 tuần từ lúc bị gãy, vì tại thời điểm này, khi phẫu thuật xương, có thể tham chiếu các vùng xung quanh để xác định vị trí chính xác. Khi xương lành trong vị trí không đúng, các vùng có thể tham chiếu cũng sẽ không thấy, sẽ dẫn đến khó khăn trong phẫu thuật.

Chúng tôi ứng dụng hệ thống định vị, chuyển hình ảnh CT của bệnh nhân đến phần mềm thiết kế chuyên dùng cho sọ mặt, sử dụng chức năng kính lấy hình ảnh của xương gò má và xương ổ mắt của bên phải chụp qua bên bị tổn thương để xác định vị trí cân xứng, vì vậy chúng ta có thể biết vị trí xương gò má và xương ổ mắt ban đầu.

Phần màu đỏ trong hình dưới đây là bộ phận bình thương, phần màu xanh là thông qua chức năng kính chụp qua bên tổn thương. Có thể thấy phần màu xanh là vị trí xương trước khi gãy, phần màu xanh trong suốt là phần xương gãy lồi ra ngoài.

Tiếp đó, đưa hình ảnh đã được thiết kế đến máy chủ định vị, sử dụng mắt điện, theo dõi thiết bị khung đỡ Z-touch scanner của bệnh nhân, kết nối hình ảnh thiết kế với hình ảnh thực tế của bệnh nhân.

Phẫu thuật rạch từ mép mí mắt, tai trước và bên trái để lộ xương gò má, vòm gò má và vị trí xương vùng mắt, cắt đứt đoạn xương gãy đã lành ở vị trí cũ, căn cứ vị trí thiết kế và định vị trên vi tính cố định vị trí của gò má.

Tái tạo vùng mắt dưới ngoài hệ thống định vị, còn cần có sự hỗ trợ của máy in 3D. Do ổ mắt có cấu trúc 3 chiều đặc biệt, nhìn từ hình cắt hình cung, có thể thấy ổ mắt dưới là hình chữ S, không phải mặt phẳng. Từ hình cắt cung có thể thấy ổ mắt dưới không phải là mặt phẳng, mà là mặt nghiêng từ mặt bên ngoài dưới lên bên trong trên (Hình dưới). Vì vậy, nếu tái tạo ổ mắt dưới mà không tạo được cấu trúc nói trên, sẽ dẫn đến dị chứng ổ mắt bị lún.


 

Do đó, chúng ta có thể thiết kế hình ảnh tốt, sử dụng máy 3D in ra các hình dạng, sau đó ứng dụng trong phẫu thuật như là một khuôn mẫu đúc xương titan theo hình dạng chúng ta chọn (Hình dưới). Như vậy có thể đưa vào tái tạo hốc mắt của bệnh nhân.


Trong lúc phẫu thuật có thể sử dụng bóng phản chiếu pointer để xác nhận vị trí tái tạo có đúng với vị trí thiết kế không.

Hình dưới là sử dụng bóng phản chiếu pointer trong lúc phẫu thuật để xác nhận vị trí ổ mắt. (Phần màu xanh là vị trí giải phẫu lý tưởng).


Hình dưới là sử dụng bóng phản chiếu pointer trong lúc phẫu thuật để xác nhận vị trí xương gò má. (Phần màu xanh là vị trí giải phẫu lý tưởng).


Như hình dưới, chúng ta có thể thấy bệnh nhân sau khi phẫu thuật, xương lồi ra bên gò má đã không thấy, chiều cao của 2 bên vùng xương mắt tương đối cân xứng, mắt trái lún cũng đã cải thiện.


Kết luận.

Trong thực tế, kỹ thuật in 3D và hệ thống định vị không chỉ có thể được sử dụng trong việc tái tạo xương gò má và xương ổ mắt, cũng có thể ứng dụng trong tái tạo hàm trên và hàm dưới, cắt bỏ các khối u sọ, phẫu thuật giảm áp thần kinh thị giác, nhãn cầu lồi ra..v.v. Mức độ chấn thương nghiêm trọng sọ mặt của người châu Âu và Mỹ không bằng mức độ nghiêm trọng chấn thương ở châu Á, nhìn chung châu Á đa số là do ẩu đả sau khi uống rượu, tai nạn xe máy hoặc tai nạn xe ô tô gây ra. Vì vậy, người châu Á gãy xương sọ và mặt xử lý tương đối phức tạp và khó khăn hơn. Do đó, chúng ta cần có sự hỗ trợ của máy in 3D và hệ thống định vị, nhằm giúp bệnh nhân đạt hiệu quả điều trị tốt hơn và khuôn mặt cân xứng.

Copyright © 2015 CHANG GUNG MEMORIAL HOSPITAL, All Right Reserved.