这项技术发明可让颌骨缺损患者变美丨湖南科技奖中的长沙力量③
来源：掌上长沙 点击次数:次 发布时间：2024年09月04日 作者：徐运源
长沙晚报掌上长沙9月3日讯（全媒体记者 徐运源）颌骨疾病治疗后可能严重影响面容，这一消息对于一名处在花样年华的姑娘来说犹如晴天霹雳。幸运的是，医生使用了最新的技术发明，让她花更少的钱在治好病的同时还保住了面容。今日，全省科技大会暨科学技术奖励大会在长沙召开，由中南大学湘雅医院、中国科学院宁波材料技术与工程研究所、中南大学共同完成的项目“颅颌面植入物个性化成形机器人及颌骨精准外科技术系列发明”，获湖南省技术发明奖一等奖。
攻克国际前沿难题
由战伤、车祸和肿瘤等导致的颌骨缺损，是临床上常见的一种疾病。其致残率非常高，每年有大量患者需要进行手术治疗。
“治疗这种疾病，需要用到植入物，把骨块拼接在一起进行固定。我们做手术时，会根据患者下颌骨形状，用钳子手工弯制钛板，这是一个非常费时费力的过程，即使是经验丰富的医生也需要花2至3小时。”项目首席科学家、中南大学湘雅医院教授蒋灿华介绍说。
由于颌面部与患者的语言、咀嚼、呼吸等一系列功能密切相关，并且影响患者容貌，因此对手术的精度要求极高。而植入物多为金属材料，成形过程非常困难。手工弯制成形一直存在精度不足的问题，由此可能导致手术的许多并发症。
数字化技术已经成为了颌面骨重建“精准外科”的突破口，也是各国争先抢占的制高点。“我们团队持续开展研究，2019年就跻身国内颌面精准医疗第一梯队。但在继续研究时，我们发现了新问题，那就是植入物要如何精准完成个性化成形，成为了打通数字化全流程颌骨修复重建环节中的重要堵点。”项目技术负责人、中南大学湘雅医院副主任医师梁烨说。
国际上的主流做法，是通过3D打印增材成形，实现个性化生产。但它也有明显的劣势：市场准入难，生产周期长，价格昂贵。
项目团队创新提出等材成形技术方案，希望实现低成本、高精度、高效率的目标。可要想到达理想的彼岸，需要突破重重难关。
“最难的就是金属冷弯成形的回弹精度控制，这在国际上都没有先例。”蒋灿华手拿一块金属条介绍，我们用手弯折15度，一松开它一定会发生回弹，这个回弹量足以影响一个人的容貌。
如何防止金属条回弹呢？工业上常用加热来解决。但作为医用植入物用的金属条却不能这么做。“医学用金属条，都有医疗注册许可，一旦加热，金属条性能就发生了变化，再使用时就需要重新去做医疗注册许可，成本将大大增加，这背离了我们的初衷。”蒋灿华解释。
团队被这一难题困扰了10个月，项目一度停滞不前。直到有一天梁烨突然想明白：医生在弯折金属板子时，手感很重要，当感觉没有弯到目标位置，会再多弯一点，当感觉差不多了就会停下来。
是否可以让机器也有这种“手感”呢？团队沿着这一思路，破解了一系列算法难题，最终发明了全球首台“颅颌面植入物个性化成形机器人”。
“遵循着医疗习惯找问题的解决方案，把医生的经验数字化，解决问题就变得容易了。”梁烨感慨，把手动弯折过程变成高度自动化过程，且精准成形，国际上目前仅有这一团队完成了技术突破。
1000多名患者受益
生产成本比国外产品更低，而贴合精度更优；完成患者颌面部的CT扫描后，在计算机上就能完成设计，然后直接通过机器人完成加工……如今依托该成果，金属植入物的弯折成形高效、快速。
“我们可以看到通过机器人弯折好的钛板与患者颌骨形态一致，贴合良好。”蒋灿华指着一段医学影像介绍，过去，留住面容和保持经济性，对患者来讲是不可两全的事。团队将“不可两全”变成现实。
记者了解到，该项目能为每例患者节约数万元，由此每年节省的医疗费用可达数亿元。该项目在国际上开辟了全新的个性化等材成形赛道，形成了引领全球的数字化颌面精准整复中国方案，极大提升了国产品牌的国际竞争力。
蒋灿华介绍，目前成果已在全国应用到1000多例患者身上，让他们术后拥有了更好的面容。这一技术拯救的不单单是1000多名患者，更是1000多个家庭。
在湘雅百年的红砖碧瓦后，记者看到的是新时代医者的大爱与执着。无影灯下，他们是一群外科大夫；实验室里，他们是一群科技逐梦者。蒋灿华说，团队还在迭代优化项目成果，希望未来精度更高、速度更快、成本更低。他们希望不断扩大技术的应用范围，让更多的患者和家庭受益。
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