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研究人员为脑手术开发3D打印脑部模型

2016-10-21   浏览量:  文章来源: 未知

核心提示:世界医疗网讯 对于医学界而言,培养医学生和有经验的外科医生仍存在许多挑战。没有什么会比真材实料的训练的效果更好,但如果没有必要的话人们不会进行手术。因此一直以来,出色的医疗人员一直在设法创造培训材料。不过今天,随着3D打印技术的出现,我们看到了一系列供于学生和外科医生使用的模型的改进。 在神经外科医生教育和培训的重要论坛中,为了给患者提供

        世界医疗网讯    对于医学界而言,培养医学生和有经验的外科医生仍存在许多挑战。没有什么会比真材实料的训练的效果更好,但如果没有必要的话人们不会进行手术。因此一直以来,出色的医疗人员一直在设法创造培训材料。不过今天,随着3D打印技术的出现,我们看到了一系列供于学生和外科医生使用的模型的改进。

  在神经外科医生教育和培训的重要论坛中,为了给患者提供更好的治疗效果,Walter E. Dandy Neurosurgical Society提供了最新的培训方式。据悉,Saleem Abdulrauf博士担任那里的会长,和全球100所大学共同合作,此外他还担任圣路易斯大学神经外科系的教授和主任,以及圣路易斯大学医院首席神经外科医生。由于各方的努力都汇集到了一起,因此现在神经外科和圣路易斯工程学院一起合作,使用3D打印技术来培训神经外科。

  研究小组合作的重点是一项研究,解决的是脑动脉瘤患者的外科手术问题。在这项研究中,该团队需要想出一种3D训练方法,可以比拟学生和外科医生在人类或动物的尸体、泡沫模型以及其他人造物品上进行的模拟手术。

  因为对于不同的人来说,动脉瘤可能各不相同且无法预测,因此外科医生面临着一个棘手的问题,那就是不损害周围区域现有的组织。

  “每一个动脉瘤的大小、外形和位置都不一样。有数百个大小和类型的切除方式,我们通常会在手术过程中决定切除的大小。如果我能事先在模型上练习的时候就作出决定,那么这对于手术来说真的有很大意义,”Abdulrauf博士解释说。

  其理念是让模型尽可能地接近人类大脑,那么很明显3D打印模型需要1:1的比例,并且需要有尽可能相似的纹理。患者的脑部扫描被转换为3D CAD模型,然后每一个都被制作成病人独有的3D打印文件。文件被送到Stratasys Direct Manufacturing进行打印,该团队要确保动脉瘤的关键区域在生产时精度和细节足够好。

  Stratasys Direct Manufacturing的总部设在加利福尼亚州的瓦伦西亚,该公司是制作3D打印医学培训模型的领导者之一。他们创作了用于训练的各种模拟装置,从产科到牙齿、心脏、骨骼以及器官模型。正因如此,Abdulrauf博士和他的团队选择使用他们的服务,而不是自己的PolyJet 3D打印机。在Stratasys Direct Manufacturing中,由于该团队和圣路易斯大学神经外科系合作是要创建最精确的3D模型,因此他们使用了喷射技术和聚氨酯浇注,这样颅骨和大脑的硬度都可以符合要求。

  为了模仿人类大脑的纹理,3D打印模型内被充满了一种凝胶状的胶体材料,感觉起来就像海绵。到目前为止,结果是很乐观的。在接下来的研究中,Abdulrauf希望能看到对比研究,一半医生会在手术前使用尸体大脑的3D打印模型,而另一半需要在无模型的情况下进行准备。

  另一项研究是对于病人的比较,有一些会在手术中接受传统的金牌标准的护理,还有一些病人的外科医生会在手术前先用3D打印模型来训练。术后恢复中的舒适度和整体效果将得到研究,Abdulrauf博士会使用它来衡量3D打印模型训练的成功。

  “医学的未来都是基于测量结果的。最重要的是确定什么对病人更好,并且能改善患者的生活。要做到这一点,我们就必须知道我们利用该工具所能做的最好的措施,”Abdulrauf博士说。“我们十分感激Stratasys Direct Manufacturing为我们所做的工作。在这类工作中,用心总是能产生更好的结果。”

  显然,这是一个伟大的开始,让我们看到了3D打印在医疗培训中的应用。然而,Stratasys Direct Manufacturing表明的一个好处没有在这个项目中得到体现,那就是涉及到每个病人特定模型时的金钱因素,该产品对于很多机构来说可能仍然十分昂贵。


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