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シアトル小児病院の3Dプリント心臓模型は、家族が心臓の欠陥を把握するのに役立つ

シアトル小児病院の3Dプリント心臓模型は、家族が心臓の欠陥を把握するのに役立つ
ジェシカ・ガイガーさんと11歳の息子、トーリン君。トーリン君は大動脈縮窄症などの心臓疾患を持って生まれ、手術が必要となり、激しいスポーツができません。シアトル小児病院で最近行われたパイロットプロジェクトにより、ガイガー夫妻は3Dモデルを用いてこの疾患をより深く理解することができました。（写真提供：ガイガー家）

11 歳のトリン・ガイガー君は、スポーツに励む 4 人の兄弟姉妹と同じ競争心を持っていますが、それを抑えなくてはならないこともわかっています。

4歳の時、トーリン君の扁桃腺摘出手術中に、麻酔科医は彼の上下肢の血圧に差があることに気づきました。これをきっかけに、シアトル小児病院の心臓専門医の診察を受け、診断を受けました。トーリン君は大動脈縮窄症を含む心臓の欠陥を抱えています。そのため、彼はスポーツで無理をしたり、胸部に衝撃が加わるリスクのあるゲームに参加したりすることができません。

トーリンは何年も前から自分の病気のことを知っていましたが、それはある種抽象的な形でした。

「自分が何の病気なのか、本当に理解していませんでした」とトーリンは言う。「友達に聞かれても、『心臓病です』って答えていました」

トーリン・ガイガー氏を苦しめている大動脈狭窄症の心臓模型の内部。（写真提供：ガイガー家）

シアトル チルドレンズ病院のパイロット プロジェクトでは、3D モデルを使用して、心臓欠陥を患者とその家族にとってより具体的に理解できるようにしています。

シアトル・チルドレンズ病院の心臓専門医、スジャータ・ブッディ博士率いる研究チームは、18人の患者から様々な心臓異常の放射線画像を採取し、それらを基に心臓模型を作成した。このプラスチック製の3D心臓は、イチゴ大の胎児や乳児の心臓の最大5倍の大きさである。心臓は内部を観察するために分解され、磁石で固定されたパズルのように再び組み合わさる。この模型は分かりやすく簡略化されているが、空間的な正確さは保たれている。

「それを見ることで、実際に何が起こっているのか、そして医師が私の状態を指摘してくれたことが理解できました」とシアトル北部のボセルに住むトーリンさんは語った。

「これを見れば、彼の心臓を守り、監視するためになぜ予防措置を講じなければならないのか理解しやすくなります」とトーリン君の母親、ジェシカ・ガイガーさんは語った。

アメリカでは毎年約4万人の赤ちゃんが先天性心疾患を持って生まれています。その多くは、生後すぐに病状の修復のための手術を必要とします。これらのモデルは、お子様のためにどのような手術を受けるべきかという難しい決断を下す家族にとって重要なツールとなります。

「問題をよく理解するまでは、その本質に対処するのは容易ではありません」とブッデ氏は述べた。「心を見つめることで、初めて真に意味が理解できるのです。」

シアトル・チルドレンズ病院の医師たちは、心臓センターで毎年約600件の手術を行っています。彼らはしばしば、お子さんのことを心配するご家族に心臓病学の基礎講座を提供する立場にあります。ご両親にとって、この状況を理解するのは容易ではありません。しかし、様々な手術にはリスクとベネフィットの両面があり、ご家族は十分な情報に基づいた決定を下す必要があります。

シアトル小児病院のスジャータ・ブッデ医師は、患者とその家族が様々な心臓疾患について理解を深められるよう、3Dプリントされた心臓を作製したチームを率いた。（シアトル小児病院写真）

「詳しい理解もないまま、心臓病の子どもを出産するというプロセスを経る人がいるというのは、ある意味衝撃的です」とシアトル・チルドレンズ病院の小児心臓専門医、タイタス​​・チャン医師は語った。

医師たちは、家族とのカウンセリングで毎日この模型を活用していると言います。トーリンさんのように、長年心臓病を抱えて生活している患者さんでも、模型を見ることで恩恵を受けることがあります。また、心臓の欠陥は時間とともに変化するため、どの年齢でも役立ちます。

患者に使用する模型を完成させるのに約1年かかりました。ブッディ氏は、シアトル小児病院放射線科のセス・フリードマン医師と、医療従事者向けの機器や装置、模型を開発する同病院のイマジネーション・ラボのクリス・ハワード氏と協力しました。

このパイロットプロジェクトには約2万ドルの資金が投入されました。模型は3Dプリンターで作成され、1体あたり約300ドルの費用がかかりました。

医師たちは、病院内の他の医療従事者とこれらの模型を共有しています。チャン医師は最近、集中治療室で働く医学部のフェローたちにこれらの模型を使って指導しました。これらの医師たちは、心臓病患者を含む様々な病気の子どもたちを診ています。これらの模型は、彼らが心臓の欠陥をより正確に理解し、何に注意すべきかを理解するのに役立っています。

「彼らは一様に、3Dモデルは心臓の理解方法や患者のケア方法においてほぼパラダイムシフトだと言っていました」とチャン氏は語った。

タイタス・チャン医師は、シアトル小児病院で患者に心臓模型を使って欠陥について説明しています。(GeekWire / Lisa Stiffler)

約5年前から、外科医は複雑な症例の手術準備として、患者の心臓画像から作成されたより正確な3Dプリント模型を活用してきました。シアトル小児病院は、外科医が事前に模型で練習することで患者の転帰が改善されるかどうかを検証する研究に参加しています。この大規模研究には、米国と欧州の12の病院が参加し、約400人の新生児患者が対象となります。

これらのモデルによって、より優れた修復、手術時間の短縮、そしてより迅速な回復が実現することが期待されています。こうした改善によって、命と費用を節約できる可能性があります。

「モデルは有用だと皆が感じていますが、まだデータがなく、それを裏付ける保証はありません」とブッデ氏は述べた。柔軟な心臓の製作費用は1個あたり約2,000ドルだ。

トーリンはあと数年で心臓の修復手術を受ける必要があります。ガイガー夫妻は、模型ではなく、トーリン自身の心臓の画像から作られたプリントアウトをぜひ見てみたいと考えています。「家に持ち帰って、友達や家族、もしかしたら学校の保健室の先生にも見せられたら最高でしょうね」と、トーリンのお母さんは言いました。

「基本的なことは理解していますが、3Dモデルを見れば、開いて中身が分かります」とジェシカ・ガイガーさんは言います。「家族にとってメリットになります。」