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我國首例計算機輔助設計下高難度Fontan手術在無錫獲成功


掌握無錫中美跨學科專家雲集 「共話」整合醫學新未來2017年10月22日,在美國喬治亞理工大學、南京醫科大學、濟南軍區心血管病研究所、無錫明慈心血管病醫院聯合舉...

- 2017年10月25日00時00分
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中美跨學科專家雲集 「共話」整合醫學新未來

2017年10月22日,在美國喬治亞理工大學、南京醫科大學、濟南軍區心血管病研究所、無錫明慈心血管病醫院聯合舉辦的「計算科學與臨床應用國際研討會」上,我國著名的心臟外科專家喬彬教授帶領的心臟手術團隊藉助國際領先的計算機模擬仿真技術,以Fontan手術的設計為範例,通過現場直播的形式,成功地為一名8歲複雜先天性心臟病患兒實施了「改良心外管道Fontan手術」。這是我國開展的首例計算機輔助設計下高難度Fontan手術,手術的成功是向社會展現計算科學與臨床醫學融合取得的最新成果。

單心室是一種少見的先天性複雜心臟畸形,患兒只有一個有功能的心室,其發病率在活嬰中約為1∶6500,約占先天性心臟病的1.5%。大多數單心室病人早年即有明顯的先天性心臟病表現,死因主要是充血性心力衰竭和心律失常,或原因不明的猝死等。

據統計,近20年,我國因不能治或傳統手術效果不佳,尚在等待治療的單心室患者有上萬人,但多數患者和家庭因該疾病手術風險高、手術預後效果差望而卻步。Fontan發明了功能性單心室手術方法後,1988年Deleve發明了心外管道手術治療功能性單心室。在中國,汪曾煒教授1992年首次報導心外管道Fontan手術獲得成功。有關功能性單心室的各種改良手術方法很多種,遠期併發症多,手術效果不滿意。

喬彬教授帶領的醫療團隊經過30年臨床研究,應用基於計算流體動力學的虛擬與仿真技術,自行設計了治療功能性單心室手術新方法,做到了真正意義上的生理性矯治,體循環和肺循環之間沒有任何分流,血氧飽和度同健康人,生活質量與健康人無明顯差異。目前,術前手術規劃,手術實施以及病人術後治療和管理都走向規範化和標準化,許多患者重獲了健康,遠期手術效果也比較滿意。而此次,在無錫成功實施的計算機輔助設計下「改良心外管道Fontan手術」

是一次技術革新的演繹。在進行手術之前,醫生為患者進行全面檢查,他們通過採集患者信息,運用近代流體力學(CFD),在計算機上進行了了大數據分析和建模,在此基礎上,根據模擬數據為患者設計手術方案,以此達到「精準」治療的目的。精確科學的目標就是通過數字運算簡化自然界的問題,以確定物理上的量。目前,CFD已經從汽車和發動機,工業製造,土木工程,環境工程,海洋船舶中的廣泛應用,發展成為

預測和評估手術效果,優化完善手術設計的強有力工具,把CFD運用到心血管外科手術設計是自然科學向醫學轉化的一個飛躍,是跨學科合作的成功展示,是醫學者「匠人精神」的體現,是單心室治療發展中新的里程碑,也是促進整合醫學落地發展的契機。

「計算科學與臨床應用國際研討會——無錫明慈Fontan手術與計算高峰論壇」上,來自國內外科學與工程領域、心血管外科領域和醫學影像領域的學者共同見證了「整合醫學臨床研究中心」的成立。據了解,這是國內首個整合醫學研究機構,它的建設和發展,是醫學、自然科學、計算科學、社會科學和人文科學等學科的的交叉與融合,是醫學經歷了「經驗醫學時代」和「科學醫學時代」的必然結果,它的成立必將引領未來醫學發展方向,它還將給心血管病患者的手術及術後質量提供更多安全保障。未來,它還將服務於患有其他疾病的患者,為全人類健康謀福。

22日,「南京醫科大學轉化醫學研究院計算科學心血管病研究所」也同時落戶在無錫明慈醫院,專家團隊隨即成立,包括了美國工程院院士、喬治亞理工大學Ajit P.

Yoganathan教授,無錫明慈心血管病醫院首席、濟南軍區心血管病研究所所長喬彬教授,無錫明慈心血管病醫院楊光院長,喬治亞理工大學心血管流體力學實驗室辦公室主任魏正倫博士,復旦大學生物力學博士司彪等。國際一流的專家團隊,國際一流的科學技術,患者的生命將因此得到更久的延續,生活質量也將得到更大程度的提升。

作為心血管基礎和轉化研究的先驅者,Yoganathan教授40多年來以實驗和計算流體力學研究為基礎,對心血管系統的血流模式做了大量卓有成效的研究並提出許多量化指標,為人類做出了卓著貢獻。三年前,其帶領的專家團隊歷時3個月,運用計算機流體動力學輔助設計手術方案,成功為一名單心室患兒手術,轟動美國醫療屆;而今天,在無錫,喬彬教授帶領的手術團隊僅用了10天,就運用計算機流體動力學為患者輔助設計手術方案,不久的將來,醫生將花更少的時間為患者創造更多的價值。

這是一次基於全球視野的學術交流會,研討會除了直播Fontan手術外,還圍繞「計算科學與臨床應用」主題,深入探討計算科學在手術中的應用,會議吸引了中美德多學科、多領域的專家和學者參與。此次研討會的召開,旨在促進「醫學、科學與工程的整合」的先進理念和前沿應用,體現計算機虛擬仿真技術在心血管外科的整合應用的重要性,展示心血管疾病精準治療的革新理念、整合醫學的快速發展的必然性,這些都將利於疾病的預防、治療與院後康復過程中整合新方法和前沿技術策略,為挽救生命的臨床問題提供答案,利於助力健康中國建設,利於造福社會、造福人類。


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