马学晓:用精准叩响患者的福音

2018-03-07

2014年的那个夏季, 还是青岛大学附属医院脊柱外科副主任的马学晓,和他的同事一起,通过计算机模拟结合3D打印,为一位复发性颈椎管狭窄症患者顺利完成颈椎后路翻修术。

这是国内首例计算机模拟结合3D打印技术实施的脊柱手术,标志青岛大学附属医院骨科正式踏入精准手术时代。这次手术的成功,引起了国内医学界的广泛关注。手术的主要实施者,马学晓,也成为了人们关注的“明星”。

今天,就让我们走近这个创造了国内骨科手术多个第一的医学专家。

站在数字医学的前沿

随着医学技术发展,对手术精细化程度提出了更高要求,脊柱精准技术应运而生。为顺应学科发展潮流,满足病人不断增长的需求,微创技术必将成为骨科各个专业发展的重心,同时也是学科新的技术与效益增长点。为了实现这个目标,需要不断地探索,将最新的科学技术与医学事业的结合。马学晓和他的科室则致力于将计算机模拟结合3D打印技术,用于骨科复杂手术,提高手术成功率。

3D打印并非纸上打印,而是快速成型技术的一种。它以数字模型文件为基础,运用可粘合材料,通过逐层打印的方式构造物体。这项起步于20世纪90年代的技术现今已经悄然融入航空航天、汽车制造、食品等工业领域,在医学领域的应用更为耀眼。由于脊柱内部结构复杂,手术的难度特别大,传统的手术方法成功率不高。为了提高手术的成功率,马学晓就根据计算机制作的脊柱三维重建出模型,据此设计手术方案,并3D打印出仿真模型,在模型上进行手术预演。马学晓说:“我们将3D打印技术与骨科结合起来,主要做脊柱3D建模,再由3D 打印公司将骨骼以11比例打印出来。”“这样既便于我们与患者沟通病情,还提高了手术精确度,缩短了手术时间,减少了出血量。”

马学晓的成果,很快就在临床上发挥出了强大的作用。201412月初,在山东省青岛市下属的平度市发生了一起严重车祸。车祸中,一名不满18岁的少年胸部遭受重创,导致第8胸椎破碎,第78胸椎错位,需要立即手术。但伤者的情况让主治医生犹豫再三下不了决心:手术不及时,会造成无法挽回的后遗症,轻则瘫痪,重则死亡。而如果一旦在手术中误伤脊髓,同样会导致双下肢瘫痪。医生最后决定把伤者紧急转诊至青岛大学附属医院。马学晓接诊后,首先通过从比利时引进的MIMICS计算机辅助外科技术与快速成型3D打印技术,将少年的胸椎等比例打印出来,在模型上找到有可能压迫脊髓的骨折块,实验探索出进钉的位置和角度后,将进钉路线又打印了一个导板,导板与患者的脊椎结构完全契合。手术时,马学晓将导板安置在患者的脊椎上,利用导板上预留的进钉口准确无误地选定进钉点,轻松完成了脊椎固定手术。回忆起两年前的这次手术,马学晓的脸上依然露出十分满意的表情。他说,在传统的脊柱外科手术中,主要依靠X光片与CTMRI等二维影像技术进行术前准备,不可能全方位显示病变情况。“临床经验再丰富的医生也难免在复杂情况下操作失误,极易出现脊髓神经损伤、截瘫等并发症。”这次他之所以这么放心大胆,就是因为个体化设计的3D打印导板的有力辅助。整个过程就像根据GPS的导航功能开车,但精确程度无以复加。马学晓认为,3D打印医学技术在脊柱外科的应用是患者的又一大福音。

此后,马学晓和助手们又为一位82岁的老人完成了在椎管内肿瘤被切除后的颈椎固定手术,而此前这样的手术稍有不慎就会使患者成为植物人。

目前,他已在3D打印模型辅助下成功完成了多例颈胸腰部手术,为众多的患者带来了福音。伴随着这项技术的成熟,马学晓和他的科室开辟了临床数字医学的一方新天地,在惠及广大患者的同时,有效提升了青岛大学附属医院脊柱外科在国内的行业地位。

铿锵前行的科研之路

美国发明家爱迪生曾经说过,天才就是百分之一的灵感加上百之九十九的汗水。马学晓的成功,源自于他对专业技术的不断追求,和对新知识的深度渴望。马学晓1998年毕业于青岛大学医学院,他从来没有停止过提升自己的脚步。2006年,他成功获得了复旦大学骨科博士学位,2012年,他又受省卫生厅公派赴美国芝加哥Rush大学医疗中心、华盛顿大学医疗中心研修1年,获博士后研究经历。接下来的那些年,他又先后赴法、美、德、韩等国研修交流。经过多年不断的求学与钻研,马学晓逐渐走在了国际科技的前沿,在脊柱疾患,尤其是退行性疾患和脊髓损伤的临床与基础研究工作,在脊柱微创技术、高位颈髓损伤、上颈椎畸形、重度胸椎管狭窄症、多发脊柱结核、脊柱肿瘤等疑难病症诊疗领域有较深造诣。这些经历,为他日后的科研突破,打下了坚实的基础。

回国后,马学晓带领他的团队,进一步推动数字技术在脊柱手术领域的科学研究,并取得了丰硕的成果。近年来,他承担了国家自然科学基金课题3项(首位1项;23位各1项),教育部留学归国人员科研基金项目1项(首位),青岛市自主创新重大专项课题1项(首位),吴阶平医学基金会科研专项资助基金1(首位)。发表论著25篇,其中SCI收录10篇;主编著作2部,参编著作5部。取得了科研成果获得了青岛市科技进步二等奖1项,山东省医学科技二等奖1项(首位),教育部科技进步二等奖、山东省科技进步二等奖、中华医学科技进步三等奖等多项奖励。完成了实用新型专利2项。他的《医源性脊髓损伤防治的临床与生物学研究》成果鉴定,达到了国际领先水平。出色的工作,也给他带来了诸多的荣誉,他先后获得了“山东省第五批高层次卫生科技人才”、“青岛市专业技术拔尖人才”、“青岛市优秀青年医学专家”、“青岛市青年科技奖”、“青岛大学卓越人才”等称号。

因在数字医学领域取得的成绩,他受邀出任中国3D打印技术产业联盟生物医学3D打印理事会理事、中华医学会数字医学分会青年委员、中华医学会医学工程学分会数字骨科学组脊柱与骨病工作委员会委员。同时,还兼任北美脊柱外科学会会员、国际脊髓学会中国脊髓损伤学会青年委员会副主任委员;中华医学会骨科分会微创学组委员、运动医疗分会运动康复学组委员、数字医学分会青年委员、结核病学分会骨科专业委员会委员等;《中华骨科杂志》通讯编委,中国医师协会骨科医师分会颈椎工作组委员、胸腰椎工作组委员、康复工作委员会委员、骨质疏松工作委员会委员等;中国康复学会颈椎病专业委员会委员、青年副主任委员,脊柱脊髓专业委员会腰椎研究学组荣誉主任委员,脊柱脊髓专业基础研究学组委员等;山东省医学会骨科学分会委员;青岛市医学会骨科微创学组组长、脊柱学组副组长、青岛市解剖学会临床应用解剖学专业委员会副主任委员,山东省康复医学会颈椎病康复分会副主任委员等社会职务。

打造团队造福百姓

在不断提升自我水平的同时,马学晓还致力于打造一支技术过硬的脊柱外科团队。在他的带领下,科室紧跟学科国际发展潮流,坚持以科技创新驱动专业发展,创新性的开展了数项微创新技术。经过前期大量的工作积累,他们的脊柱微创技术已经进入了快速发展时期。10年来,马学晓和他的团队相继开展了Quadrant通道技术、Pipeline通道技术、经皮穿刺椎体成形技术和经皮椎弓根螺钉内固定技术,而近3年来新开展的椎间孔镜技术的应用,再次将脊柱微创技术推向了一个新的高峰。

椎间孔镜技术的核心是将一个配备有灯光、成像及工作通道的孔镜系统,从病人身体侧方、侧后方或后方进入椎间孔或椎板间隙,直接放置在椎间盘突出的部位,在内窥镜直视下可以清楚的看到突出的髓核、神经根、硬膜囊和增生的骨组织,使用各类抓钳摘除突出椎间盘组织、切除肥厚的黄韧带、镜下去除骨质、减压神经根管、射频电极修复破损纤维环。椎间孔镜技术适应于各种类型的腰椎间盘突出症、椎间盘源性腰痛、腰椎间盘突出复发翻修、以及椎间孔狭窄等疾患。这项技术大大减少了患者的痛苦。一是切口小,皮肤切口仅7mm,直接用皮肤粘合剂,无需缝合和拆线;二是最大程度保留腰椎的正常解剖结构及运动功能;三是出血少,仅5-10ml;四是仅需要侧方或侧后方使用局部麻醉,术前无需禁食,无需气管插管及留置尿管;五是手术效果好,恢复快,立竿见影,术后6小时可下地,早日恢复生活和工作;六是费用低,微创治疗腰椎间盘突出症的平均治疗费用较开放手术下降近30%,平均住院日缩短约40%,大大减轻了患者的家庭负担。

2007年,在山东省率先开展Quandrant通道下腰椎管减压手术,这又是一项标志性脊柱微创技术。该术式通过微创器械小切口,建立一个可扩张撑开的工作通道,使医生可精确到达手术区域,不需广泛剥离肌肉及软组织,顺利实现以往只有传统开放手术才能完成的腰椎管减压、滑脱复位、椎间植骨融合、椎弓根螺钉内固定等脊柱后路内固定融合手术要求的所有复杂操作。由于有冷光源内置照明,术野清晰;保留了棘突、棘上韧带和棘间韧带等腰椎后部结构,损伤小,出血少,恢复快,因而缩短住院时间,降低医疗费用,惠及广大腰椎疾病患者。2014年,他们又引进了更为先进的Pipeline腰椎后路通道系统,使腰椎后路通道手术的适应证更为广泛。

胸腰椎骨质疏松性压缩骨折的手术治疗传统上采用后路开放手术,植入椎弓根螺钉以固定病变节段。马学晓率先采用了新的经皮穿刺球囊扩张椎体成形术。这种方式是在C形臂X光机透视指引下,经椎弓根途径向椎体置管,插入骨扩张器(球囊)以恢复椎体高度,并在椎体内形成空腔,球囊扩张撑开后,进一步经管道向椎体注入骨水泥以维持椎体高度,缓解疼痛。经皮穿刺球囊扩张椎体成形术相对于传统术式具有以下优点:一是手术切口小,两侧切口各需1cm左右,而传统术式需要6-8cm长切口;二是出血量少,约10-15ml,开放手术需100-200ml;三是手术时间短,单椎体骨折手术时间为20-30分钟,远低于传统术式;四是手术费用低,仅需传统手术的一半左右;五是手术效果立竿见影,术后病人立刻痛苦解除,第二天便可下地活动。

随着微创理念的深入,越来越多的微创术式应用于临床。马学晓前瞻性引进脊柱手术显微镜系统。该套显微镜系统具有视线亮度好、立体感强、图像清晰、可控性强等优点,对微小部位的微创手术操作更为精确、安全。

目前,马学晓和他的科室正在努力引进智能手术机器人系统。我们相信,不久的将来,他们将开展和利用更多的新技术,新理念为广大患者带来更为优质的服务,为青大附院脊柱外科跨入全国一流的重点学科贡献智慧和力量。祝愿马学晓和他的科室以坚韧不拔的精神,越行越远。

专家档案:马学晓,骨科学博士,留美博士后,主任医师,博士生导师,青岛大学附属医院脊柱外科主任、脊柱微创中心主任、山东省创伤骨科研究所所长,系国家临床重点专科子学科带头人、省医药卫生重点实验室带头人。

 

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