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心臟手術福音 3D列印心臟模型進化為手術器材

日本研發與真實心臟一樣的3D列印心臟,當教學器材上市後,現在要申請為手術輔助器材。圖為心臟手術現場。法新社

外科手術難以解決的困擾之一,病患需動刀的器官都是有那裡不正常才要開刀,與正常器官一定有差異,而且每個病患都不同,不管在實際醫療還是教學上,都很麻煩,所以在3D列印技術出現後,醫界就想到3D列印製作消耗性的臟器模型,進行各種病狀的教學,以及實際手術前的演練。

日本國立循環器官疾病研究中心(National Cerebral and Cardiovascular Center),在2009年提出3D列印心臟的計畫,與日本3D列印技術廠CrossEffect合作,研發使用上與真人心臟完全相同的3D列印心臟,用在教學治療與困難手術前的模擬。

經過10年的研究、驗證、與申請,CrossEffect的3D心臟在2019年10月獲得醫療器材認證許可,銷售給學校與醫療機構進行教學;而在商品出貨前,日本醫療研究開發機構(AMED)在2017年便提出3年計畫,將CrossEffect的技術用在8種幼兒的先天性複雜心臟病手術前模擬,實際實驗在2020年2~12月展開。

先天性心臟病因為並非後天因素,變化較大,而幼兒身體遠小於成人,讓手術的精密度與困難度更高,本來就是屬於心臟手術中相當困難的類型,日本平均每年新增的患者有1.2萬人,每年手術人次約9,600人,屬於不能不做、但壓力很大的手術。

過去執刀醫師碰到這種手術,會選擇最先進的影像設備拍攝足夠的影像,製成3D CG,模擬應如何執刀,但影像無法模擬受力狀況,實際上在長時間的手術中,還是會因施力不當,導致不小心損及某條血管神經,帶給患者終身後遺症,甚至手術失敗。

所以,有3D列印心臟進行事前演練,理論上能大幅提高手術成功率,而在實際驗證中,醫師認為已達95%以上信賴水準,通過醫界測試;接下來,CrossEffect將在2021年5月正式提出醫療設備許可申請,預計2023年可開始對外銷售手術模擬用3D列印心臟的設備與產品。

隨心臟成功,CrossEffect的下一步要朝2個方向發展:技術上是列印其他教學與手術模擬用臟器,事業上則是擴展海外市場,希望成為國際級醫療器材,造福全人類。

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