在医疗领域,术前规划对于手术的成功至关重要。传统的医疗模型术前规划方法存在诸多局限性,如制作周期长、成本高、精度有限等。而随着3D打印技术的不断发展,它正逐渐颠覆传统的医疗模型术前规划方式,为医生和患者带来了诸多好处。据我的了解,3D打印技术在医疗模型术前规划中的应用越来越广泛,已经成为医疗行业的一个重要发展趋势。
医疗模型定制
医疗模型定制是3D打印技术在医疗领域的一个重要应用方向。通过3D打印技术,医生可以根据患者的具体情况,定制个性化的医疗模型,为手术提供更精准的指导。例如,在骨科手术中,医生可以使用3D打印技术制作患者的骨骼模型,帮助医生更好地了解患者的病情,制定更合理的手术方案。在心血管介入手术中,医生可以使用3D打印技术制作患者的血管模型,帮助医生更好地规划手术路径,提高手术的成功率。在肿瘤切除手术中,医生可以使用3D打印技术制作患者的肿瘤模型,帮助医生更好地了解肿瘤的位置、大小和形状,制定更精准的手术方案。
以Jonah医生团队为例,他们在使用Raise3D Pro2 Plus打印机后,发现可以将打印机、切片软件以及材料结合起来,做更广阔的医学研究。他们利用3D打印技术为患者定制术前模型,加速术前规划。在以往,制定一项手术时会用到很多工具提前研究患者病情。有了Raise3D Pro2 Plus后,Jonah医生可以快速且精确地打印出术前模型,更直观地观测到患者需要手术的部位,加速术前规划。
手术方案优化

3D打印技术不仅可以帮助医生定制个性化的医疗模型,还可以帮助医生优化手术方案。通过3D打印技术,医生可以将患者的医疗数据转化为三维模型,在计算机上进行模拟手术,提前发现手术中可能出现的问题,制定更合理的手术方案。例如,在骨科手术中,医生可以使用3D打印技术制作患者的骨骼模型,在计算机上进行模拟手术,帮助医生更好地了解手术的难度和风险,制定更合理的手术方案。在心血管介入手术中,医生可以使用3D打印技术制作患者的血管模型,在计算机上进行模拟手术,帮助医生更好地规划手术路径,提高手术的成功率。在肿瘤切除手术中,医生可以使用3D打印技术制作患者的肿瘤模型,在计算机上进行模拟手术,帮助医生更好地了解肿瘤的位置、大小和形状,制定更精准的手术方案。
霂恩医疗的技术总监李沂桓介绍,在他们与医院外科医生的交流中,每次的手术导板制作主要需要考虑以下几点:患者需要进行的手术类型、手术过程中会用到的工具、手术过程中的暴露位置、解剖位置,以及可观察的区域。通过3D打印技术,医生可以根据这些因素,为患者定制个性化的手术导板,为手术提供更精准的辅助。
骨科重建
骨科重建是3D打印技术在医疗领域的另一个重要应用方向。通过3D打印技术,医生可以制作出与患者骨骼结构完全匹配的植入物,帮助患者恢复骨骼功能。例如,在骨折手术中,医生可以使用3D打印技术制作出与患者骨折部位完全匹配的植入物,帮助患者恢复骨骼功能。在骨肿瘤手术中,医生可以使用3D打印技术制作出与患者肿瘤部位完全匹配的植入物,帮助患者恢复骨骼功能。在关节置换手术中,医生可以使用3D打印技术制作出与患者关节结构完全匹配的植入物,帮助患者恢复关节功能。
中国南方科技大学医院使用E2打印机打印手术导板、患者病灶模型,用于骨折手术中辅助医生术前模拟和术中定位。图中模型使用耗材:PLA,层厚:0.1mm。通过3D打印技术,医生可以为患者定制个性化的手术导板和病灶模型,为手术提供更精准的辅助,提高手术的成功率。
心血管介入
心血管介入是3D打印技术在医疗领域的一个重要应用方向。通过3D打印技术,医生可以制作出与患者血管结构完全匹配的支架,帮助患者恢复血管功能。例如,在冠状动脉介入手术中,医生可以使用3D打印技术制作出与患者冠状动脉结构完全匹配的支架,帮助患者恢复冠状动脉功能。在主动脉介入手术中,医生可以使用3D打印技术制作出与患者主动脉结构完全匹配的支架,帮助患者恢复主动脉功能。在周围血管介入手术中,医生可以使用3D打印技术制作出与患者周围血管结构完全匹配的支架,帮助患者恢复周围血管功能。
Formlabs 的3D打印机可以用于打印术前模拟模型。以透明柔性材料打印的主动脉模型等,可以用于术前模拟血管介入手术中支架位置的与调整及支架选型。在术前就能对手术方案进行准确了解,术中则可以大大提高工作效率。
肿瘤切除
肿瘤切除是3D打印技术在医疗领域的一个重要应用方向。通过3D打印技术,医生可以制作出与患者肿瘤结构完全匹配的切除模板,帮助医生更精准地切除肿瘤。例如,在脑肿瘤手术中,医生可以使用3D打印技术制作出与患者脑肿瘤结构完全匹配的切除模板,帮助医生更精准地切除脑肿瘤。在肺肿瘤手术中,医生可以使用3D打印技术制作出与患者肺肿瘤结构完全匹配的切除模板,帮助医生更精准地切除肺肿瘤。在肝肿瘤手术中,医生可以使用3D打印技术制作出与患者肝肿瘤结构完全匹配的切除模板,帮助医生更精准地切除肝肿瘤。
医疗设备公司Cosm的创始人兼首席执行官Derek Sham率先通过 3D 打印技术开发女性患者专用子宫托。通过3D打印技术,医生可以为患者定制个性化的肿瘤切除模板,为手术提供更精准的辅助,提高手术的成功率。
FAQ问答
1. 3D打印技术在医疗模型术前规划中有哪些优势?
3D打印技术在医疗模型术前规划中有以下优势:
- 定制化:可以根据患者的具体情况,定制个性化的医疗模型,为手术提供更精准的指导。
- 可视化:可以将患者的医疗数据转化为三维模型,在计算机上进行模拟手术,提前发现手术中可能出现的问题,制定更合理的手术方案。
- 高效性:可以快速制作出医疗模型,缩短手术前的准备时间,提高手术的效率。
- 低成本:相比传统的医疗模型制作方法,3D打印技术的成本更低,可以为患者节省医疗费用。
2. 3D打印技术在医疗模型术前规划中需要注意哪些问题?
3D打印技术在医疗模型术前规划中需要注意以下问题:
- 数据准确性:3D打印技术需要使用患者的医疗数据进行建模,因此数据的准确性非常重要。医生需要确保患者的医疗数据准确无误,以避免手术中出现意外情况。
- 材料选择:3D打印技术可以使用多种材料进行打印,不同的材料具有不同的性能和特点。医生需要根据患者的具体情况和手术需求,选择合适的材料进行打印。
- 打印精度:3D打印技术的打印精度直接影响到医疗模型的质量和准确性。医生需要确保3D打印机的打印精度符合要求,以保证医疗模型的质量和准确性。
- 安全性:3D打印技术在医疗领域的应用需要严格遵守相关的安全标准和规定,以确保患者的安全。医生需要确保3D打印技术的应用符合相关的安全标准和规定,以避免手术中出现意外情况。
3. 3D打印技术在医疗模型术前规划中的应用前景如何?
3D打印技术在医疗模型术前规划中的应用前景非常广阔。随着3D打印技术的不断发展和完善,它将在医疗领域得到更广泛的应用。未来,3D打印技术将不仅可以用于医疗模型术前规划,还可以用于医疗设备制造、药物研发等领域,为医疗行业的发展带来更多的机遇和挑战。
4. 如何选择适合自己的3D打印技术在医疗模型术前规划中的应用方案?
选择适合自己的3D打印技术在医疗模型术前规划中的应用方案需要考虑以下因素:
- 患者的具体情况:医生需要根据患者的具体情况,选择适合患者的3D打印技术在医疗模型术前规划中的应用方案。例如,对于复杂的手术,医生可能需要选择高精度的3D打印技术;对于简单的手术,医生可能需要选择低成本的3D打印技术。
- 手术的需求:医生需要根据手术的需求,选择适合手术的3D打印技术在医疗模型术前规划中的应用方案。例如,对于需要进行模拟手术的手术,医生可能需要选择可视化效果好的3D打印技术;对于需要进行定制化医疗模型的手术,医生可能需要选择定制化程度高的3D打印技术。
- 医院的设备和技术水平:医生需要根据医院的设备和技术水平,选择适合医院的3D打印技术在医疗模型术前规划中的应用方案。例如,对于设备和技术水平较高的医院,医生可能需要选择高端的3D打印技术;对于设备和技术水平较低的医院,医生可能需要选择低端的3D打印技术。
- 患者的经济状况:医生需要根据患者的经济状况,选择适合患者的3D打印技术在医疗模型术前规划中的应用方案。例如,对于经济状况较好的患者,医生可能需要选择高精度、高成本的3D打印技术;对于经济状况较差的患者,医生可能需要选择低成本、低精度的3D打印技术。
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