FDM 技术

FDM 又称熔融沉积成型,是迄今为止使用广泛的 3D 打印工艺之一

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FDM 又称熔融沉积成型,是迄今为止使用广泛的 3D 打印工艺之一

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3D打印精确还原婴儿呼吸道,个性化医疗护航复杂手术规划

3D打印精确还原婴儿呼吸道,个性化医疗护航复杂手术规划

2021-07-01 14:33

100多年来,西雅图儿童医院始终锐意进取,致力于满足婴幼儿医疗护理的独特需求。该院近60个儿科细分科室的优秀医生通力协作,努力为患者提供出色的爱心护理并在医学研究方面取得突破,这使得西雅图儿童医院不仅是太平洋西北地区排名第一的儿科医院,还接连被评为全美最佳的儿科医院之一。

该院为我们展示了如何通过创新提高治疗成效的一个例子:在进入手术室之前,他们会运用3D打印技术来规划手术并练习手术技巧。这种定制护理的方法有助于为患有罕见疾病的患者提供安全和改良的治疗。

其中一个案例是一名才出生几天就被送入西雅图儿童医院接受治疗的婴儿,该名婴儿显示出呼吸困难的迹象。在对其进行CT扫描之后,检查出婴儿患有右主支气管狭窄,这是导致新生儿呼吸窘迫的一个罕见病因。该名婴儿的右主支气管狭窄极其严重,这导致她无法有效呼吸,而她的支气管只有发丝大小。西雅图儿童医院呼吸道及消化道计划主任、医学博士Kaalan Johnson负责治疗该名婴儿。Johnson专门研究上呼吸道有复杂呼吸及吞咽问题儿童的治疗方案。

“ 我们越多地应用能够运用的技术,包括3D打印技术,来开拓我们的视野,我们就越能接近目标。传统上非常具有挑战性和风险的事情,我们现在可以更为轻松地完成。我们也在为孩子们创造更有利的临床条件,并为他们带来更好的治疗效果。

——Kaalan Johnson医学博士”

对手术的成功开展充满信心

和西雅图儿童医院的许多患者一样,该名婴儿的医疗保健需求十分复杂,需要来自多个学科的专家协同治疗,其中包括耳鼻喉科、心脏科、肺科以及麻醉科。一旦确定患者属于哪种类型的支气管狭窄,Johnson及其团队就能讨论出需要进行何种手术。

经过慎重考虑,Johnson团队确定首选的治疗方法为滑动气管成形术。另外,虽然耳鼻喉科医生每年都会进行多次滑动气管成形术,但与其他手术相比,此类手术远没有那么常见。

“ 每一个病例都是独特的。支气管狭窄的确切位置以及狭窄的程度和部位,这些因素都会对我们进行手术规划及作出决策产生影响。

——Kaalan Johnson医学博士”

利用3D打印的呼吸道进行工作的Kaalan Johnson医学博士

由于对精确度的要求非常高,同时手术十分复杂,Johnson及其团队达成了一项协议——提前3D打印滑动气管成形术的每一个步骤,从而制作出与婴儿呼吸道同样大小的模型来进行手术练习和评估。

使用Stratasys Digital Anatomy™ 3D打印机,可以精确还原婴儿的呼吸道——甚至是生物力学特性——这让医生可以在得到精确还原的呼吸道上进行练习。

能够以数字的方式设计复杂的患者呼吸道,并将其打印出来,不仅能使医生们进行详细的虚拟手术规划,还让他们作为一个团队进行预演,这让所有人对手术的成功开展充满信心。

“ 一旦开始进行气管分割,就无法回头了。你需要对切割的位置和切割的角度了然于胸。

——Kaalan Johnson医学博士”

3D打印的呼吸道

个性化医疗的价值所在

向一个承受打击的家庭解释像支气管狭窄这样复杂的病情是十分困难的。有证据表明,在家属所听到的与医生所告诉他们的这两者之间,可能会存在信息缺失,而这便是3D打印发挥作用的地方。通过打印3D模型,家属、医生和学生可以拿到需要参考的实物,同时家长可以真切感受到某种疾病所带来的影响。

“ 经验告诉我们,拿到可以触摸和感觉,并且可移动的东西是特别重要的。在对幼小婴儿的呼吸道进行手术时,要知道这是一种会不停移动的柔性结构。能够手握模型,和同事共同执行实际的手术步骤,可以让我们进行重要的讨论和学习。

——Kaalan Johnson医学博士”

“ 从规划过程、团队的术前预演以及家属能够理解手术过程并且还能向其他人解释手术过程,我们都能得到益处,这是值得欣喜的。我认为我们的确在这个过程中发现了重要价值,并且为我们的呼吸道患者提供了更多的个性化医疗服务。

——Kaalan Johnson医学博士”

在开始手术前,Johnson及其团队与患者家属一同坐下来仔细审查了每一个细节。他们还打印了婴儿呼吸道的3D模型,来展示对患者的手术计划。该名婴儿是当时在西雅图,该名婴儿是在西雅图儿童医院接受滑动气管成形术的年龄最小的患者。

Johnson还在患者满月的时候送给她的母亲一个真实尺寸的3D打印模型。这可以让她的母亲向亲朋好友展示。她说,能够向其他人直观地解释是非常难得的,这一小块打印塑料对她来说意味着一切。

患者母亲和手拿3D打印呼吸道的Kaalan Johnson医学博士

手术前一天晚上,外科医生们在会议室聚集,审查了手术及程序的复杂性。他们在微小的3D模型上练习做切口,为手术日做好准备。这比预期的还要顺利。患者母亲笑着说:未来,她将拥有最意想不到的物品来进行展示和讲述。她会举起3D模型,向人们展示她一路走来的经历。

“ 要成为一名优秀的外科医生,还需要与家庭保持良好的沟通。这种共享的医疗决策是至关重要的。在这个过程中,你尝试了解这个家庭的价值体系,以及你能为改善他们的生活质量做些什么。为充分理解并致力于实现这一点,你必须拥有表达复杂概念的能力。这便是3D打印技术带来的附加价值。

——Kaalan Johnson医学博士”

3D打印可以产生巨大的影响

Digital Anatomy打印机拥有强大的打印能力,能够创建模仿实际组织触感和特性的解剖模型,让医生能够打印复杂逼真的患者特定模型,同时逼真度更佳,这有助于推动外科护理、研究和培训的发展。

许多患者已经从西雅图儿童医院的Digital Anatomy 3D打印中获益。他们采用的定制护理方式成功帮助外科医生和护理团队规划跨多个学科的复杂手术、改善临床疗效并且为患者及其家属提供了更好的护理服务。

运用3D打印技术的西雅图儿童医院发现,为患者家庭提供超出其预期的体验,比如将个人病情的复制品实体交到他们的手中,可以带来巨大的影响。Johnson表示,3D打印的应用及潜力是不可估量的,但他们目标始终是相同的,即提供尽可能优质的护理服务。

Seth D. Friedman博士手中拿着的3D打印独角兽,这是给患者两岁的生日礼物

源文摘自:stratasys

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