從2萬元降到600元，河北大學附屬醫(yī)院3D打印肝臟模型新方法

《從2萬元降到600元,，河北大學附屬醫(yī)院3D打印肝臟模型新方法》
本文投稿人：河北大學附屬醫(yī)院醫(yī)學3D影像打印中心負責人張珂,，目前兼任胸外科首席醫(yī)師,，任中國醫(yī)師協(xié)會胸外科分會全國青年委員。
南極熊投稿郵箱：[email protected]


隨著3D打印技術的滲透普及,，醫(yī)療專業(yè)人士也逐漸認識到他們的價值，3D打印的醫(yī)療模型正在進入世界各地的醫(yī)院,�,；颊咛囟ǖ钠鞴俳馄誓Ｐ蜑獒t(yī)生提供了接觸和檢查復雜的內部結構的機會，通過醫(yī)療程序了解問題的范圍和準確位置,�,；颊哌�可以從模型中受益，這些模型可以用來告知患者狀況和治療的具體情況,。

在全球范圍內進行的研究正在建立在數字醫(yī)療的基礎上,，而在這種情況下，越來越多的模型提到了它們逼真的質感,，因此這項技術的改進一直是中國研究的焦點,，河北大學附屬醫(yī)院程樹杰教授現在正在引入精確的3D打印肝臟模型，以比以前更低的成本復制打印復雜的解剖結構,。

對于外科醫(yī)生來說,，肝外科手術可能會比較復雜，而且對于沒有預定路徑和計劃的1：1精確模型來說,，3D打印醫(yī)學模型對于肝臟手術來說已經被認定為一個可行的術前方案,。

3D打印模型將整個肝臟，包括內部組織和結構完美的展現在眼前,，對于醫(yī)生來說3D打印肝臟模型已經顯現出明顯的好處,，其中主要是提高了手術安全性，減少了術中出血,，減少了術后并發(fā)癥,。但是市面上多色彩，多材料能力的工業(yè)3D打印機本身相當昂貴,，甚至精確1：1比例的肝臟模型竟高達3,000美元4,500美元（2萬元人民以上）,，而成本較為便宜的FDM桌面3D打印機則完全不能提供“復雜的嵌合型三系統(tǒng)肝血管網，難以應用于復雜的肝臟手術規(guī)劃,�,！啊���

為了降低成本并獲得醫(yī)療模型的高分辨率，河北大學附屬醫(yī)院程樹杰教授領導的團隊將目光轉向立體光刻（光固化）,。高速光敏樹脂使用兩臺配備液體冷卻系統(tǒng)的高速LCD-SLA 3D打印機,。然后通過采用改進的傳統(tǒng)傳遞模塑技術進行精確匹配，完成了高透明度樹脂的患者特定醫(yī)療模型的制造過程,。在整個內部結構和肝臟表面平行打印0.1mm的層厚度下,，花了不到4個小時的時間,，而且在模型中可以清楚地看到惡性腫瘤。與3D計算機模型的測量距離相比,，打印模型及其相鄰血管的測量距離誤差均小于0.7mm,。在大幅縮短打印時間，提高打印精度的前提下,，進一步降低了型號生產成本,，大大提高了手術效率和準確性。

這種方法可以創(chuàng)建一個大約80-90美元（600元人民幣左右）的詳細的,，實物大小的肝臟模型,。 精度和分辨率來自于SLA 3D打印技術的使用，SLA 3D打印技術比工業(yè)多材料技術具有更低的資本和材料成本,，同時只需要一個裝配步驟,，而且誤差較低，不需要多個繁瑣步驟,。

這個方法并不完美,，其有兩個主要缺點：一是在于后處理，因為每個模型目前在打印作業(yè)和樹脂完成之后需要大約30個小時的工作,。 另一個缺點在于更復雜的模型,，因為“極其復雜的外部”時間成本都有所增加，沒有多噴嘴打印技術的生產優(yōu)勢明顯,。 盡管如此,，根據所描述的保守估計，通過這種生產方法可以滿足大約80%的復雜肝臟手術需求,。

“這個方法的最大意義在于大大降低了成本,，同時保持了最大的精度，并且提高了打印速度,，這使得3D打印在肝外科領域的廣泛應用成為可能,。”

使用團隊方法創(chuàng)建的模型包括精確復制肝臟本身,，包括精確的表面和高度透明的肝實質,，患者的確切腫瘤以及完整的三系統(tǒng)5-6層血管網，其中主血管是1級,。血管末端直徑“已經達到了CT切片分辨率的極限”,，可提供亞毫米級精度。

“ 程教授經過反復徹底的驗證,，認為目前由河北大學附屬醫(yī)院開發(fā)的透明,，全彩色，高精度手術前計劃肝臟模型的制造方法,，有助于一系列極其困難,，準確和個性化的肝臟手術“,。

除了用于肝臟外科手術外，這種方法還可能潛在地進入其他醫(yī)療領域,，包括已經在加速3D打印的許多領域,。河北研發(fā)小組注意到了骨科，神經外科,，婦產科,，整形外科和口腔科。3D打印模型允許醫(yī)療保健提供者直接和直接地了解解剖結構并為手術做準備,。