東方醫院首創3D打印椎間孔鏡手術訓練模型
上圖是一個普通椎間盤病病人的信息和影像,這個病例對于椎間孔鏡專家來說是個家常便飯,但是對于剛上手的年輕醫生而言似乎有些難度。
椎間孔鏡人體部位解剖結構異常復雜,包括中樞神經、神經根、多節椎骨、椎間盤以及復雜的肌肉和脂肪組織。出于對患者安全的考慮,醫院不可能直接拿患者來培訓年輕醫生。因此,要培養出一名合格的椎間孔鏡醫生是需要很長的學習曲線,且培訓成本也是一筆巨大的投入,因為以往的培訓方式是基于尸體演練,況且也不能保證尸體就一定是一個合適的椎間孔鏡案例。
是否能夠有一個更好的方法來改變現狀呢?-脊柱外科專家、同濟大學附屬東方醫院副院長譚軍教授一直在思考尋找。
譚軍教授是國內最早從事骨科數字化的專家之一,他很早就應用醫學影像三維重建技術和3D打印技術指導臨床手術,是否能夠用3D打印技術來打印一個可用于手術訓練的模型呢?
用3D打印技術來打印骨骼模型或導板在國內已不算新鮮事,但是這些通常是使用低端的FDM技術或者高端些的SLS技術3D打印機,他們有一個共同的特點就是只能同時打印一種材料,而且這些材料都是硬質材料,無法模擬同時具有軟硬組織的復雜人體結構。另外,這類數據的三維重建也具有一定的難度,所以國內一直沒有人用3D打印技術打印一個具有軟硬組織真實質感的人體組織。
一次他注意到美國Stratasys公司有一種Connex3型號的3D打印機可以實現彩色多材質同時打印。這個發現讓他很興奮:有了這項技術不是就可以實現自己一直以來的想法了嗎?
譚軍教授找到了國內醫療3D打印知名企業三的部落。三的部落的工程師在東方醫院的指導下,把患者的術前薄層CT拍攝的DICOM格式的醫學影像文件導入到專業圖形處理軟件。通過三維重建、分割等處理,獲取所需解剖結構的數字化模型,通過進一步的優化設計,使模型更加適合椎間孔鏡手術的需要。然后通過采用美國Stratasys公司獨有的三重噴射技術Connex3,骨骼、肌肉、椎間盤、神經等組織可以通過不同硬度及顏色加以區分,一體混合打印成型,以最接近真實的程度還原病例。同時將耗損材料(如椎間盤)單獨打印并組裝,既保證了實體模型的重復使用,節約成本,又能保證手術操作部位的性能和質感。訓練模型打印完成后,即可按照常規的椎間孔鏡手術操作完成演練。
刀未開,心已明!
據悉這是國內首次采用3D打印技術打印用于手術訓練教學模型,這項技術完全可以為各大醫學院的各個外科手術訓練提供各類模型,并且可以為臨床提供個性化的手術規劃和訓練模型,具有重要的應用前景和價值。
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