芬蘭研究人員使用3D打印改進鼻腔手術(shù)計劃

2020年7月15日,，南極熊從外媒獲悉，芬蘭坦佩雷大學(xué)的一個研究團隊嘗試利用3D打印進行鼻腔手術(shù)準(zhǔn)備,。為了確定3D打印是否能真實復(fù)制鼻腔的解剖結(jié)構(gòu)和通過鼻腔的氣流,，團隊掃描和打印一組內(nèi)部鼻腔通道。對打印物的分析表明,，或許該技術(shù)可以作為一種更快,、成本更低的鼻腔測量評估方法。

手術(shù)規(guī)劃

醫(yī)學(xué)專業(yè)人員在規(guī)劃高風(fēng)險手術(shù)時,，曾經(jīng)使用過各種肢體和器官的模型和打印,。在關(guān)鍵的手術(shù)前階段使用這些模型可以幫助提高手術(shù)的成功率，因為它有助于可視化,。另外,，3D打印模型也可以在課堂上作為醫(yī)學(xué)新生的教學(xué)工具。

不過,，據(jù)研究人員介紹,，3D打印尚未用于鼻內(nèi)通道的建模。他們認為這是由于鼻子的相對復(fù)雜性,，使其難以保持精度,。取而代之的是，鼻子的3D模型往往是傳統(tǒng)的鑄造的硅膠,，以粒子圖像測速（PIV）和計算流體動力學(xué)（CFD）作為技術(shù)分析工具,。不幸的是，制作和分析這些模型是一個緩慢,、費力且往往成本高昂的過程--3D打印希望能夠取代這一過程,。

△對患者和相應(yīng)的PLA模型進行測量，圖片來自坦佩雷大學(xué)

3D打印的鼻腔通道

團隊首先對5名成年慢性鼻塞患者進行了錐形束計算機斷層掃描（CBCT）,。之所以選擇CBCT,，是因為與傳統(tǒng)CT掃描相比,，其輻射劑量相對較低。使用MATLAB將掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為3D打印格式,，然后使用Slic3r制備和切片,。打印使用Lulzbot Taz 4 3D打印機和PLA材料完成。

為了準(zhǔn)確地比較打印的患者鼻子,，所有PLA部件也要通過CBCT掃描,。從兩組掃描的上頜竇體積來看，3D打印件的體積略微偏離了1.05立方毫米左右,，不過這被認為是非常接近實際值范圍的,。

最后，將打印部件的氣流阻力與患者鼻子的氣流阻力進行比較,。這是用一種叫做鼻壓計的儀器來完成的--這是一種專門為此目的而制造的設(shè)備,。研究人員將管子連接到打印件的背面，并將另一端卡在自己的鼻子上進行科學(xué),。由于兩組患者的阻力值相近,，研究小組認為，他們此前從未見過的3D打印鼻腔的方法在臨床上有很大的應(yīng)用前景,。

△患者的CBCT掃描和相應(yīng)的PLA模型,，圖片來自坦佩雷大學(xué)

該研究的進一步細節(jié)可以在題為  ‘Three-Dimensional Printing of the Nasal Cavities for Clinical Experiments’的論文中找到。該論文由Olli Valtonen,、Jaakko Ormiskangas,、Ilkka Kivekäs、Ville Rantanen,、Marc Dean,、Dennis Poe、Jorma Järnstedt,、Jukka Lekkala,、Pentti Saarenrinne和Markus Rautiainen共同撰寫。


編譯自：3dprintingindustry

鼻腔通道建模和3D打印都很簡單.