3D打印技术让血管手术仿真模拟系统更“逼真”

本文摘要：血管类疾病是人类的众多刺客。据美国心脏病协会统计资料，仅有心血管类疾病每年就造成全球多达1730万人丧生，到2030年该数字将下降至2360万人。 血管类疾病的化疗方式还包括传统的对外开放手术、通过特定的心脏导管操作者技术对心脏病展开化疗的插手手术等。这些化疗方式已在很大程度上可以化疗部分血管类疾病。 每场简单手术的顺利，除了依赖医生多年的手术实战经验之外，在手术前针对患者情况制订手术方案、展开充份的手术仿真、演练也是手术顺利的确保。

血管类疾病是人类的众多刺客。据美国心脏病协会统计资料，仅有心血管类疾病每年就造成全球多达1730万人丧生，到2030年该数字将下降至2360万人。

血管类疾病的化疗方式还包括传统的对外开放手术、通过特定的心脏导管操作者技术对心脏病展开化疗的插手手术等。这些化疗方式已在很大程度上可以化疗部分血管类疾病。　　每场简单手术的顺利，除了依赖医生多年的手术实战经验之外，在手术前针对患者情况制订手术方案、展开充份的手术仿真、演练也是手术顺利的确保。3D打印机的医疗模型已沦为医生详尽研究患者病情，展开手术实规划和手术演练的工具，但是对于简单的血管类疾病手术，尤其是插手手术，意味着依赖单个3D打印机模型仍无法系统、现实的展开手术仿真，美国Replicator公司生产了一个原始的心、脑血管手术建模模拟系统，该系统中的血管模型是通过3D打印机技术为有所不同患者展开自定义的，这为医生展开手术训练和教学获取了便捷。

本期，3D科学谷就与谷友一起来理解一下这个手术建模模拟系统。　　拷贝简单的血管　　我们再行来亲眼目睹一下Replicator公司VasularSimulations血管手术仿真建模系统的现实面目。

　　图片来源：Stratasys　　血管手术仿真建模系统目的是为医生获取展开血管内手术仿真的细致环境。该系统还包括以下功能：　　带上机械性二尖瓣和主动脉瓣的功能性左心房和心室　　再现Windkessel效应的硅胶主动脉（Windkessel效应是所指在心室舒张期扩展的肺动脉弹性回缩，使血流在重开的肺动脉瓣处阻碍而加快转入远端肺动脉。）　　可调节的生理参数，如心率、脑和外周血流量　　在几分钟内可将流体温度冷却到37摄氏度的装置　　3D打印机起着什么起到？　　VasularSimulations手术仿真建模系统中的硅胶血管模型是利用3D打印机技术自定义的。

自定义的过程就是指取得患者的医疗影像资料开始的。首先决定患者在医院拒绝接受CT或核磁共振检查，从而获得二维的医疗影像。然后通过三维医学图像处理软件展开三维建模。

　　图片来源：Stratasys　　A患者的医学影像　　B三维软件处置将A处置为三维模型　　C经过软件的改动，只留给手术仿真所必须的部分　　D适应环境血流系统进口和出口　　软件处置好的血管3D模型通过StratasysDimensionElite3D打印机打印机出来，打印机材料是ABSplus。接下来必须展开3D打印机模型的表面后处理，以尽量减少最后产品上经常出现缺失。最后，在3D打印机模型上覆上硅胶材料，并将3D打印机模型熔掉，从而生产出有自定义简化的硅胶血管模型。

　　图片来源：Stratasys　　与用ABS3D打印机的血管模型比起，硅胶血管模型更加相似于人体现实的血管。虽然3D打印机的血管模型在这里并不是必要用作手术仿真的，但是3D打印机技术可以将每位患者错综复杂的心、脑血管的几何形状和微小细节一比一的拷贝出来，使VasularSimulations手术仿真建模系统中通过3D打印机模型生产的硅胶血管也可以反应出有某种程度的细节特征，从而为医生展开细致的血管手术仿真获取便捷。　　美国Replicator公司正式成立于2011年，坐落于纽约州。

团队成员由一群经验丰富的医生、生物医学研究人员、机械工程师构成。目前，该公司的CEO同时作为StonyBrook大学附属医院的一名血管神经外科医生已通过VasularSimulations手术仿真建模系统多次展开简单血管部位的手术仿真锻炼，并通过多次仿真为患者确认最佳的手术方案。

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