目前,3D 打印技术已经逐渐改变了人们的生产方式,从工具到玩具,从食物到人体。人们可以在视觉和触觉上感受 3D 打印技术带给他们的惊喜与益处。对于我们医务工作者来说,熟练地使用 2D 影像学技术来理解复杂的人体解剖学仍然充满挑战,而 3D 打印技术无疑是一个难得的机遇。
近日,意大利帕维亚大学的 Pietrabissa 教授等人就将 3D 打印技术作为一项术前检查手段是否切实有效进行了初步的研究,来跟随普外君看下这篇发表在 Surgical Endoscopy 杂志上的文章吧。
先了解一下 3D 打印技术是如何制造出解剖模型的:
首先电脑得识别不同阶段、不同角度和不同增强效果的影像资料,以脾切除术为例,CT 摄片需要涵盖整个脾脏实质以及胰尾和脾脏的所有血管(图 1);
图 1. 脾脏 CT 的处理示意图,A 为扫描起始,B 为扫描结束
接下来就交给电脑软件 ITK-SNAP(编程发烧友可以戳 http://www.itksnap.org)进行后期处理;经过各种参数的演算,3D 图像的表面质感就能显现出来了(图 2)。
图 2. 3D 图像,包括整个脾脏实质以及胰尾和脾脏的所有血管
而后电脑软件将信息输送到 3D 打印机,以 Object 30 Pro 3D 打印机为例,最终便可打印出以光聚合物为原料、色白而质硬的胰尾脾脏模型(图 3)。
图 3. 3D 打印的胰尾脾脏模型,细小的血管亦可清晰显示
在欣赏这一精美艺术品的同时,顺便听听作者是如何实施研究的吧:
针对 12 名即将接受腹腔镜下脾切除术的患者,医生采用 3D 打印技术为他们量「脾」制作术前方案,让医生和患者能够全方位地明确手术要点和潜在的并发症。
之后,医生密切记录手术相关的数据,而患者则对 3D 打印技术的服务进行满意度打分。
接下来该揭晓结果了,我们来看看 3D 打印的魅力到底有多大:
虽然手术时间(平均 1.76 小时)和住院天数(平均 5.5 天)没有显著缩短,但术中均没有出现术式的更改;
患者的满意度全为 4 颗星及以上,即高度满意。
显然这都得益于术前的 3D 模型。
作者有很多感言要说:
作为医生,尤其是术者,全方位地了解患者的解剖至关重要。在提倡微创医疗和精准医疗的大背景下,3D 打印不仅给术者(尤其是低年资医生)提供了准确清晰的个体化解剖信息,还给患者带来了前所未有的信心。
显然,传统的 2D 影像学已经不能满足日益精细的手术要求。虽然 3D 图像早已呈现在影像科的电脑屏幕上,但 3D 打印技术能将脑海里的模型变为可以触摸的实物,实乃一大飞跃。
Every coin has two sides。3D 打印技术还存在一些不完美的地方,比如大量的金钱和时间。但是随着它的普及(目前还应用于脑心肝肾方面的手术),3D 打印技术必将提高医学临床治疗和科研教学水平,造福更多的患者。
在助听器、假肢制造、骨科手术个性化导板、人工关节、人工外耳和个性化种植牙等方面,3D 打印技术也都已得到了广泛应用。更多有关 3D 打印技术与医学的故事等待大家去探索发现。
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