挑戰:加州一位專(zhuān)注于先天小耳畸形的整形外科醫生尋找一種更加安全快捷的方式,為患者制作逼真耐用的人造耳。
解決方案:Artec Space Spider, Artec Studio
效果:不到一分鐘,就用Artec Space Spider為患者大小正常的耳朵進(jìn)行了3D掃描,并據此為另一只側的畸形小耳制作了逼真高密度多孔聚乙烯植入耳。通過(guò)一兩次手術(shù),患者就能擁有一只伴隨一生的全新大耳朵了。
小耳畸形主要表現為先天性耳廓畸形或缺失,Sheryl Lewin博士剛當上顱面外科醫生時(shí),小耳畸形手術(shù)的“黃金標準”50年來(lái)始終沒(méi)變。
肋軟骨耳再造非常復雜,需要2-4場(chǎng)手術(shù),患者的肋軟骨被取下一段,雕刻成正常耳的外形。
之后,將軟骨制成的耳朵放到顱骨的皮膚切口下縫合。由于每場(chǎng)手術(shù)之間需要間隔3-6個(gè)月,因此,做完一只新耳朵需要一年多。
術(shù)后,這些肋軟骨耳會(huì )慢慢顯得不自然:與大小正常的耳朵相比,軟骨耳更厚更塌。有些醫生甚至會(huì )用手術(shù)把正常耳向后“別住”,避免不對稱(chēng)。
大多數小耳畸形患者都是兒童。他們不僅要忍受多場(chǎng)手術(shù)的痛苦,還要接受胸部永久性創(chuàng )傷,還可能由于少了一塊軟骨,導致兩邊胸部不對稱(chēng)。
更小的兒童還必須等到8-10歲才能進(jìn)行肋軟骨手術(shù),因為他們的肋軟骨還沒(méi)發(fā)育好,不夠制作成人大小的耳朵。在這之前,他們必須承受這種先天性的缺陷,忍受別人的評頭論足,甚至是冷嘲熱諷。
Lewin博士對此十分不滿(mǎn),特別是這項技術(shù)會(huì )帶來(lái)痛苦,還有年齡限制。所以,她立即決定自己來(lái)尋找可替代的手術(shù)方案。
Lewin博士最終找到了人造耳。把兩塊多孔聚乙烯材料焊接起來(lái)進(jìn)行耳部再造,有不少優(yōu)勢,比如4歲就能接受治療,一場(chǎng)門(mén)診手術(shù)不會(huì )那么痛苦,而且1-2場(chǎng)手術(shù)就安裝一只好看美觀(guān)的再造耳。
但這種方法要焊接兩塊材料,所以存在今后斷裂的風(fēng)險,到時(shí)又需要手術(shù)換上新的耳朵。
為了把斷裂風(fēng)險降到很低,Lewin博士開(kāi)始設計制作由高密度多孔聚乙烯材料一片成形的再造耳。用她的話(huà)說(shuō),“這是我所知用于制作再造耳合適的材料了。這么說(shuō),是因為它對人體造成的反應小,比隆胸的硅酮、髖關(guān)節植入物所用的鈦合金要好?!?
3D掃描并由Poriferous公司材料制成的“Lewin耳”
Lewin博士繼續補充道:“身體會(huì )把這些材料看成外來(lái)物,在外面長(cháng)一層膜來(lái)隔離。但多孔聚乙烯材料很神奇,通過(guò)約100微米大小的幾千個(gè)孔來(lái)促進(jìn)組織的融合?!?
“身體的血管和組織會(huì )逐漸填滿(mǎn)這些小孔。每個(gè)孔大概多大呢?差不多就是一張紙的厚度。這款材料安全,可用于臨床,還能用一輩子?!?
Lewin博士還重新設計了皮瓣,保證新耳與另一側正常耳對稱(chēng)?!?a >Lewin耳”的設計和工藝確定后,很快就在患者們的家人中傳開(kāi)了,來(lái)自全國及世界各地的患者紛接踵而來(lái)。
術(shù)前與術(shù)后,患者生活得到改善
“手工制作逼真的人耳,效果不錯,但挑戰不小,需要耗費很長(cháng)時(shí)間。我花了十多年時(shí)間才達到令我滿(mǎn)意的準確度,但依然覺(jué)得不夠對稱(chēng)。所以我又繼續尋尋覓覓,想找到那個(gè)神奇的方法,盡管當時(shí)我還不知道會(huì )是什么,”Lewin博士說(shuō)道。
直到有一天,她在網(wǎng)上搜索解決方案,偶然發(fā)現幾篇醫療領(lǐng)域的3D掃描應用文章。機緣巧合,Lewin博士發(fā)現了Artec 3D的網(wǎng)站,還讀到一篇文章,介紹了英國一家醫院使用手持式彩色3D掃描儀Artec Spider為小耳癥患者治療的案例。
Lewin博士受到了啟發(fā),很快找到她們當地的經(jīng)銷(xiāo)商Artec大使Rapid Scan 3D,安排了一場(chǎng)掃描儀現場(chǎng)演示。Rapid Scan 3D的Chris Strong為她演示了Space Spider的工作流程,她意識到好方法終于找到了。
Lewin博士使用Space Spider掃描患者耳部
“Chris按下按鈕,開(kāi)始用Space Spider掃描,我就立刻被屏幕上實(shí)時(shí)顯示的細節度震撼了。掃過(guò)的每一處都被呈現出來(lái)。幾秒工夫,耳部自然的外形特征全部采集了下來(lái),3D版栩栩如生?!?
Lewin博士趕緊下了單,接下來(lái)的幾周,她開(kāi)始著(zhù)手設計自己的獨特工藝。
用Rapid Scan 3D的Chris Strong的話(huà)來(lái)說(shuō),“Space Spider的準確度和分辨率適合人耳掃描。我了解到這些數據的用途后,個(gè)人也很想為L(cháng)ewin博士這份有意義的事業(yè)出一份綿薄之力。Lewin博士是位杰出人士,她所做的手術(shù)將改變這些天使般兒童及其家人的生活?!?
術(shù)前與術(shù)后——Lewin患者之一
幾年來(lái),她為幾百名兒童做了耳部掃描,更加堅定自己的選擇,“我愛(ài)上了自己的Space Spider,它改變了我的工作方式。你可以在一個(gè)3歲孩子身上使用,不到一分鐘,耳部的掃描就完成了。一旦掌握技巧后,操作起來(lái)就得心應手了。孩子們坐在椅子上,還沒(méi)意識到,就已經(jīng)搞定了?!?
她繼續說(shuō)道,“小孩也不需要麻醉,通常做耳部CT掃描時(shí)醫生都要打麻醉,不讓小孩掃描時(shí)亂動(dòng)?!?
Lewin博士的Space Spider工藝如下:先進(jìn)行術(shù)前訪(fǎng)談,確認孩子適合做手術(shù),她會(huì )仔細觀(guān)察孩子的正常耳,當然她之前已經(jīng)研究過(guò)圖片,確保這只耳朵可以?huà)呙?。她還會(huì )向孩子和父母解釋掃描儀如何工作,以及結構藍光對兒童100%無(wú)害。
Artec Studio中患者正常耳的Space Spider掃描效果
孩子耳朵上的頭發(fā)會(huì )用凝膠整理到耳后,保證能清楚看到整個(gè)耳朵的結構,沒(méi)有遮擋,再戴一個(gè)小絨線(xiàn)帽,避免頭發(fā)出現在掃描中。
然后,盡可能保證小朋友掃描期間靜止不動(dòng),會(huì )建議他們拿個(gè)手機玩游戲!小朋友玩游戲的同時(shí),Lewin博士手持Space Spider對孩子的耳朵進(jìn)行高分辨率彩色3D采集。
她對掃描技巧做了補充,“孩子們都對掃描儀很好奇,向他們介紹完后,我開(kāi)始掃描他們的正常耳,一到兩次,保證采集到了所有需要的解剖結構。Space Spider操作簡(jiǎn)單,我可以在掃描軟件Artec Studio中立刻看到掃描結果,這樣就能把控整個(gè)過(guò)程了?!?
掃描結束后,Lewin博士與患者和患者父母,一起查看耳部3D掃描,模型可旋轉放大,整個(gè)結構都能看清,Lewin博士同時(shí)會(huì )告訴他們,這就是之后“大”耳朵的樣子。
“現場(chǎng)的父母都被3D圖像驚艷到了。在我給他們介紹屏幕上的3D模型時(shí),很多人都會(huì )拍個(gè)視頻。他們從一開(kāi)始就被吸引到了,”Lewin博士表示。
Lewin博士和患者(以及患者母親)查看耳部Space Spider的掃描
根據孩子的年齡和身體結構,通過(guò)專(zhuān)門(mén)軟件進(jìn)行設計優(yōu)化。無(wú)需處理掃描,即可將STL文件直接從Artec Studio發(fā)送給植入物專(zhuān)業(yè)公司Poriferous LLC,把掃描模型用Su-Por制作成定制人造耳,這是這家公司的高密度多孔聚乙烯產(chǎn)品。Poriferous位于佐治亞州。
兩周后,消毒人造耳會(huì )寄到Lewin博士在洛杉磯的辦公室。手術(shù)時(shí),Lewin博士再對耳朵的細節進(jìn)行雕刻處理,達到她預期的逼真度。其他部分也雕刻完畢后,她會(huì )調整人造耳的底座,保證術(shù)中放置完,和另一只耳朵保持對稱(chēng)。
Lewin博士和Wes正在查看Space Spider耳部和周?chē)Y構的掃描效果
“我做這件事,是因為我知道小耳畸形影響的不光是外耳,它還影響其他結構,”Lewin博士解釋道?!按蠹s15%的小耳癥患者大概只有耳部受影響,但大多數患者,還伴有半側顏面短小綜合征?!?
“也就是說(shuō),受影響的那側頭骨往往有變化。下頜通常更小,臉頰和眼窩也是。所有這些都必須在設計新耳和皮瓣時(shí)考慮到?!?
Ava術(shù)前和裝上Lewin新耳后的效果
手術(shù)約8-10小時(shí),之后患者醒來(lái),大約1小時(shí)左右,就能回酒店和家人團聚了。接下來(lái)兩周還要去兩次,保證沒(méi)有并發(fā)癥,恢復正常。
Lewin博士的患者家屬通常會(huì )在手術(shù)之余給孩子安排一些有趣的活動(dòng),比如去迪士尼樂(lè )園、諾氏百樂(lè )坊樂(lè )園、洛杉磯拉布亞瀝青坑等地一日游。
Lewin博士還會(huì )幫患者做一件事。有些患者正常一側的耳朵特別顯眼,比植入耳更突出。這種差異讓人難以接受。
整形手術(shù)中遇到耳部突出的標準方法是進(jìn)行“耳廓成形術(shù)”,對正常但突出的那只耳朵通過(guò)手術(shù)向后“壓耳”,讓它靠近頭部。Lewin博士借助Space Spider掃描儀,也找到了解決問(wèn)題的方法,可以實(shí)現更美觀(guān)的對稱(chēng):
“我找到了一個(gè)方法,可以暫時(shí)向后壓住耳朵,進(jìn)行掃描,然后和Poriferous優(yōu)秀的設計師一起,用Space Spider進(jìn)行虛擬‘耳廓成形術(shù)’。這點(diǎn)很棒,孩子正常耳的掃描,不僅可以用來(lái)制作新的人造耳,還能幫我通過(guò)手術(shù)調整正常耳,保證和新耳朵對稱(chēng)?!?
術(shù)前術(shù)后對比,一位非常喜愛(ài)Lewin新耳的患者
“虛擬術(shù)后從前面看孩子,他的耳朵對稱(chēng),就像與生俱來(lái)的一樣?!?
幾年來(lái),Lewin博士已經(jīng)通過(guò)手術(shù)安裝了幾百個(gè)Lewin耳,改善了全球患者的生命。私下,她還與自己的患者及其家屬保持聯(lián)系。
用她的話(huà)說(shuō),“每位患者和父母都有我的私人號碼,會(huì )一直保存。永遠留著(zhù)。比如在母親節,我會(huì )收到全世界各地患者給我發(fā)來(lái)的問(wèn)候郵件和信息?!?
“Space Spider對我的工作來(lái)說(shuō),最大的影響就是在我職業(yè)生涯中,它提升了我完善作品的能力?!?
“我太愛(ài)這臺掃描儀了。隨身攜帶也方便,質(zhì)量輕便,能登機。在美國各地開(kāi)會(huì ),我也帶著(zhù)它。有時(shí)見(jiàn)患者幾分鐘,就能搞定掃描。之后,等他們去洛杉磯動(dòng)手術(shù)時(shí),發(fā)現一切早已準備就緒?!?
術(shù)前術(shù)后對比,來(lái)自另一位快樂(lè )的患者
Lewi博士每周三場(chǎng)手術(shù),需提前幾個(gè)月預約。他們來(lái)自美國和世界各地,包括歐洲、中國、韓國、澳大利亞、加拿大、拉丁美洲。
除了常規手術(shù)外,Lewin博士還成立并經(jīng)營(yíng)Earicles–Miracles for Ears,這是一家非營(yíng)利組織,專(zhuān)門(mén)幫助小耳癥手術(shù)失敗的兒童。
幾乎每8000名兒童中就有一位患有先天性小耳畸形,全世界的兒童都能通過(guò)手術(shù)改變人生。Sheryl Lewin博士依然在竭盡全力,為一位又一位的孩子帶去希望。