研究人员开发出用于神经外科训练的3D打印手术模型

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3D虎 2017-04-26 10:31:35 1934
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在医疗领域,如果手术练习不够完美,是很难亲自参与手术的。但是,培训医生(特别是外科医生)可能有些棘手,因为它需要使用真正的人体或逼真的模拟模型,这样的模型直到现在都难以生产。近年来,3D打印已经……

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  3D虎讯(编辑 洢水)在医疗领域,如果手术练习不够完美,是很难亲自参与手术的。但是,培训医生(特别是外科医生)可能有些棘手,因为它需要使用真正的人体或逼真的模拟模型,这样的模型直到现在都难以生产。近年来,3D打印已经被用于创建越来越现实的外观手术模型,但在现场工作的人们一直在努力捕捉3D打印模型中人体解剖结构的感觉、质感和运动。


研究人员开发出用于神经外科训练的3D打印手术模型


  但现在,由于神经外科医师、神经放射学家、模拟工程师和特效专家之间的创新合作,共同研发出一种3D打印训练工具,旨在帮助神经外科学员进行微创外科手术练习。


  据悉,该研究结合了医学专业知识与好莱坞风格特效的仿真模型。该研究结构发表在最近的“神经外科:儿科杂志”上,标题为“创建融合3D打印和特效的微创神经外科手术的新颖模拟器”。该论文由波士顿儿童医院的医学博士Peter Weinstock和其同事共同撰写。


  据悉,由该团队开发的3D打印训练模拟模型是具有脑积水的青少年头部的全尺寸复制品,这是由于脑脊液过多导致头骨内部压力增加的病症。3D打印模型是非常现实的,因为它再现了头部的外观和其内部神经解剖学。


研究人员开发出用于神经外科训练的3D打印手术模型


  与许多现有的3D打印模拟模型不同的是,神经外科模型通常不能适当地模仿人体组织的感觉和纹理,整合了逼真的特效材料,它们接近有机皮肤甚至大脑结构的感觉和外观。毕竟,能更好地重现人类的材料,是好莱坞最受欢迎的特效之一。


  令人印象深刻的是,3D打印模型也被设计为在操作期间“活着”,可以说,因为它的各种组件脉冲和移动就像一个真正的人类大脑一样。这些现实特征(例如模拟的基底动脉、心室和脑脊液运动)为外科医生提供了视觉和触觉反馈的训练,使得体验更真实。


  通常,训练中的神经外科医师将经历严格的考察期,通常持续约七年。这意味着几年来,他们甚至不能接触病人,只能通过观察更多经验丰富的神经外科医生进行学习,并使用其他手段来掌握手术技巧。到目前为止,培训过程在很大程度上依赖于使用与在实体模型上工作的现实的存储和采购或虚拟现实程序的人体软体。3D打印手术模型背后的想法是为神经外科医生提供更现实和更经济的培训工具。


研究人员开发出用于神经外科训练的3D打印手术模型


  正如研究论文所解释的,3D打印训练模型使用第三次脑室造影术(ETV)进行测试,这是一种通常用于治疗脑积水的微创外科手术。虽然我们不会详细介绍程序,但它基本上包括在第三脑室的底部设置一个孔,以便能够使过量的脑脊液循环。在ETV期间,配有迷你摄像机的内窥镜通过颅骨插入心室系统中,以帮助可视化程序并向外科医生提供实时反馈。


  在测试3D打印手术模型时,研究小组邀请了各种神经外科医生及其老师一起执行手术程序,并回答有关模型外观和触觉的详细问卷调查。最后,神经外科医生和研究员给出了3D打印训练模型其面部和内容有效性分别为4.69和4.88(5分之一)。


  该文的资深作者约翰·霍普金斯医院的Alan R. Cohen医师说:“这种跨学科专家的独特合作导致了超现实的3D手术训练模型的创建,模拟对于微创神经外科手术培训变得越来越重要,也有可能革新所有外科手术的培训。”


研究人员开发出用于神经外科训练的3D打印手术模型


  虽然现实的3D打印手术模型用于脑积水治疗,但研究人员表示,它也可以用于其他程序,因为它包含了许多可用于各种场景的不同即插即用部件 。据团队介绍,这种模块化功能还有助于降低培训成本。


延伸阅读:《安大略省新增投资500万美元的ADEISS医疗中心

(来源:3D虎) 关键词: 3D打印手术模型 3D打印 3D打印技术
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