マイアミのニックラウス小児病院では、心血管外科先進プロジェクト研究所（APL）が、ストラタシス社の3Dプリンターをはじめとするさまざまなデジタル3D技術を活用し、小児患者の解剖学的構造を可視化し、手術計画を立てています。 以前のケーススタディでは、ニックラウス小児病院が3Dプリンティングを活用して小児の心臓修復を支援した事例が紹介され、臨床現場における解剖学的モデルの活用が持つ大きな可能性が示されました。今回のニックラウス小児病院の成功事例は、治療が困難な腫瘍を患う8歳の少年、ロイのための命を救う手術の計画に関するものです。
Stratasys J5 MediJet を使用した頭蓋骨の3Dプリント
ロイの場合、ニックラウス・チルドレンズ病院の外科医たちは、多職種チームの一員として、通常は外科医が手術を行わない部位に、命に関わる可能性のあるがんである骨肉腫が位置するという、極めて複雑かつ困難な症例への対応を計画しなければなりませんでした。 しかし、ロイの症例は、APL（先進的治療研究所）所長のロバート・ハナン医学博士にとって、「患者さんとそのご家族に、生涯にわたって希望と未来をもたらす」という同研究所の目標を実現する絶好の機会となりました。
頭蓋顔面プログラムの外科ディレクターであるジョーダン・P・スタインバーグ医師は、「私たちがこの症例に取り組む際の大きな動機の一つは、この腫瘍（肉腫）に到達しつつ、外見への影響を最小限に抑えるように組織を再構築する方法を模索することにある」と説明した。 病院の外科部長であるジョン・ラゲブ医学博士の協力を得て、外科医たちは腫瘍の位置を特定しました。腫瘍は脳の下、目の下に位置しており、到達は困難ではあるものの不可能ではない場所でした。
APLのチームは、Synopsys Simplewareソフトウェアを使用して、ロイさんの頭蓋骨、関連する解剖学的特徴、および腫瘍の画像データをインポートし、セグメンテーションを行うことで、手術の準備を支援した。 こうして得られたセグメンテーションデータは、Stratasys J5 MediJetプリンターを用いて診断用医療モデル*として製造された。ラゲブ医師によれば、「このモデルは、ピンク色で強調表示された腫瘍にどのように到達するかをイメージする上で、本当に非常に役立ちました」とのことだ。 最終的に、腫瘍は主に患児の口腔内から摘出され、手術は成功しました。これにより、外見を損なうような傷跡を残すことを回避することができました。この手術法では、生え際の後ろに皮膚切開を行い、頭蓋骨の一部を開頭した後、頬の小さな部分を切除することで、外科医が真上から腫瘍を直接確認できるようにしました。
3Dプリントモデルに加え、データは拡張現実（AR）ツール「DICOM Director Intravision XR」にもインポートされ、Microsoft HoloLens 2を通じて閲覧可能となった。これにより、ロイ君とその家族は頭蓋骨と仮想的にインタラクションし、手術内容をより深く理解することができた。 スタインバーグ医師によると、「これらの技術のおかげで、患者さんに実際に状況を示し、私たちが何を行っているのか、周辺の組織がどのようなものなのかを正確に指摘し、リスクとメリットの程度を、以前では到底不可能だった方法で伝えることができるようになりました」とのことです。
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*SynopsysのSimplewareソフトウェアは、DICOMデータから画像処理を行い、J5 MediJetなどのStratasys製プリンターを用いた3Dプリント用のファイルを出力するためのFDA 510(k)認可を取得しています。 Simplewareソフトウェアは、特定の解剖構造についてStratasysのプリンターおよび材料との互換性が検証されており、患者固有の画像から診断用医療モデルを作成したいStratasysユーザーにとって、その作業を容易にします。
