MR眼镜等高科技辅助定位 弹珠大小的“肿瘤君”也无处遁形

●手术前,吴一龙教授专门来到钟文昭团队所在的手术室,使用MR眼镜辅助定位。

●患者真实的胸腔与虚拟胸腔逐渐重合了。

●手术前,医生团队使用MR眼镜辅助定位,为手术做准备。

戴上MR眼镜,在吴一龙教授的眼里,这名40岁患者的胸腔脏器逐渐清晰浮现,与他侧躺的身体一点点重合起来。

吴一龙教授是广东省肺癌研究所及广东省人民医院终身主任、中国胸部肿瘤研究协作组主席,以毕生之功与胸部肿瘤作战。这次他和团队面对的,是一个越来越袖珍的“肿瘤君”——仅9毫米大小的肺部小结节(GGO),而医生们的好帮手也从过往的经验手感,升级为MR、VR、3D打印这些科技手段。

以往,往往要等到肿瘤已成气候,长到好几厘米大小,出现明显而严重的症状,才会被人们发现,接下来就是肺叶切除手术。

随着CT检查技术发展,防癌意识和体检普及,筛查的包围圈越缩越小,越来越多的肺部小结节,个头比玻璃弹珠还小的时候就被发现了,它们中的相当一部分都是潜伏在人们身体里的早期肺癌。

早发现、早治疗,多年前已是公认的肿瘤防治铁律。但这也给外科医生提出了更高的要求:面对大肿块杀伐决断的主刀人,现在必须用织锦绣缎一样的精细功夫对付这些才几毫米大小的小结节了。

精准定位是最大难点

在围追堵截这些小结节的过程中,医生们迎来的最大挑战就是定位。

省人民医院旗下的省肺癌研究所副所长钟文昭告诉记者,特别是那些在肺表面上无胸膜凹陷的结节,让人难以捉摸,“以往手术中,外科医生不容易感知触摸定位小结节,尤其是1厘米以下的磨砂玻璃样结节,一旦定位失败,就会增加切除范围和创伤,延迟患者的康复时间”。

为了定位这些隐藏在肺叶深处的小结节,国内外外科医生们已经发明了数种术前、术中定位的方法。其中,最经典也是准确度非常高的是术前CT引导下美蓝染色定位——术前先把患者送进CT室,在CT引导下反复穿刺定位,确保穿刺针到达病灶。

但是,也正是因为必须反复对患者肺部进行穿刺,患者得忍受“万箭穿胸”之苦,反复穿刺还容易引发气胸血胸;同时,因为用于定位的美兰染料时间一长就会扩散,所以穿刺定位后得马上转场手术室,耗时长、对接台时间要求高,占用CT室空间资源,也会影响病理解剖。

打印一个小结节

医生们在日复一日的手术中不断改进方法,各种小结节定位技术层出不穷:经典的如CT引导下染色剂定位,新近涌出的如磁导航定位、虚拟辅助肺成像技术定位等。

去年10月11日,广东省人民医院心研所心血管医学3D打印联合实验室正式成立。至今已经打印近百颗心脏,在精密的心脏手术中为医生导航。

文章本天成,妙手偶得之。医学的灵感也往往就在“妙手偶得”之际闪现。3D打印能打印心血管模型,那么能不能打印肺部模型用以定位难找的小结节呢?从去年12月起,省医肺癌研究所肺二科钟文昭教授团队决心一试。

首先,医生们利用患者的胸部增强CT数据,通过3D软件重建患者胸腔,肺部的小结节位置开始一目了然。然后,在患者的三维重建模型上,设计定位穿刺的方向、位置、角度及深度,并设计出个体化定位导板。最后,运用3D打印机,以光敏树脂作为材料,一个完全复制于手术患者的肺部小结节定位导板就打印出来了。

MR眼镜连接虚实之间

除了3D打印一个肺部来定位,一个月前省医进行的一例特殊的心脏手术也给了钟文昭启发。

那是一名年仅五个月的先天性心脏病婴儿。虽然手术过程精细复杂,但同类手术此前在省医有过不少先例。这一次特殊的是,在主刀医生的眼中,同时有这个患儿的“两个”心脏:一个是正在接受手术的宝宝的真实心脏,另一个则在手术医生的MR(混合现实,英文名称为Mixreality,简称MR)眼镜里,术前已根据CT重建好虚拟三维心脏影像,通过眼镜将投射虚拟心脏“放到”胸腔,同实际心脏重合,为医生“导航”。通过这样科幻片中出现的情节,手术仅花了4个多小时顺利结束,这比常规缩短了6个小时以上。整个手术只在身体上开了1个切口,而之前需要开3个切口。

钟文昭决定把MR眼镜也用上,看看是不是也能帮助医生们围剿小结节。

这次接受手术的患者今年40岁,一年前的体检中发现了9毫米大小的肺部小结节,但是,这项手术困难重重:他的心脏功能不好,如果按传统方法在CT室定位,会有出现气胸血胸的风险,所以需在手术室全麻后实现定位,同时,因为二尖瓣重度返流,手术时间不能太长,而且术中还必须一刻不停地监控心功能。

工欲善其事,必先利其器。为了尽快准确完成手术,钟文昭和团队先为病人打印了一份肺部小结节的3D导板。有了这份立体的“军情报告”,外科医生在实施打击时就完全可以按图索骥、一击即中了。

术前,吴一龙教授专门来到手术室,戴上MR眼镜,和医生们一起确认小结节位置,标记好穿刺位置。然后,比对好病人的肋骨、肩胛骨位置,把打印好的3D导板“复制粘贴”到病人身体上,再让MR眼镜的虚拟身体与3D打印的实体导板重合起来,进刀口终于确定了。

精准定位后的手术如有神助,胸腔镜下,半小时左右,小结节已经切除完成。

完成手术后,钟文昭和助手的第一件事,就是凑在一起观察切除下来的标本。

“差不多算是命中十环!”医生们如释重负。后续多例手术也显示,用3D打印加MR眼镜进行定位,与传统方式定位位置相差基本都在5毫米以内,两种方式各有输赢。

“这个标本的形态来看,十有八九是腺癌。但是现在切除了,加上我们术式改良,24小时内他就能下床活动,2天就能出院。有的病人都觉得不可思议,肺癌手术比阑尾手术还简单。”钟文昭说。