芬蘭研究人員使用3D打印改進(jìn)鼻腔手術(shù)計(jì)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(gè)研究團(tuán)隊(duì)嘗試?yán)��?D打印進(jìn)行鼻腔手術(shù)準(zhǔn)備。為了確定3D打印是否能真實(shí)復(fù)制鼻腔的解剖結(jié)構(gòu)和通過(guò)鼻腔的氣流，團(tuán)隊(duì)掃描和打印一組內(nèi)部鼻腔通道。對(duì)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(cè)量評(píng)估方法。

手術(shù)規(guī)劃

醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)人員在規(guī)劃高風(fēng)險(xiǎn)手術(shù)時(shí)，曾經(jīng)使用過(guò)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?yàn)樗�有助于可視化。另外�?D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(guò)，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(rèn)為這是由于鼻子的相對(duì)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(cè)速（PIV）和計(jì)算流體動(dòng)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(gè)緩慢、費(fèi)力且往往成本高昂的過(guò)程--3D打印希望能夠取代這一過(guò)程。

△對(duì)患者和相應(yīng)的PLA模型進(jìn)行測(cè)量，圖片來(lái)自坦佩雷大學(xué)

3D打印的鼻腔通道

團(tuán)隊(duì)首先對(duì)5名成年慢性鼻塞患者進(jìn)行了錐形束計(jì)算機(jī)斷層掃描（CBCT）。之所以選擇CBCT，是因?yàn)榕c傳統(tǒng)CT掃描相比，其輻射劑量相對(duì)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(jī)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(guò)CBCT掃描。從兩組掃描的上頜竇體積來(lái)看，3D打印件的體積略微偏離了1.05立方毫米左右，不過(guò)這被認(rèn)為是非常接近實(shí)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(jìn)行比較。這是用一種叫做鼻壓計(jì)的儀器來(lái)完成的--這是一種專(zhuān)門(mén)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(jìn)行科學(xué)。由于兩組患者的阻力值相近，研究小組認(rèn)為，他們此前從未見(jiàn)過(guò)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(lái)自坦佩雷大學(xué)

該研究的進(jìn)一步細(xì)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(xiě)。


編譯自：3dprintingindustry

鼻腔通道建模和3D打印都很簡(jiǎn)單.