芬蘭研究人員使用3D打印改進鼻腔手術計劃

2020年7月15日，南極熊從外媒獲悉，芬蘭坦佩雷大學的一個研究團隊嘗試利用3D打印進行鼻腔手術準備。為了確定3D打印是否能真實復制鼻腔的解剖結構和通過鼻腔的氣流，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，或許該技術可以作為一種更快、成本更低的鼻腔測量評估方法。

手術規(guī)劃

醫(yī)學專業(yè)人員在規(guī)劃高風險手術時，曾經(jīng)使用過各種肢體和器官的模型和打印。在關鍵的手術前階段使用這些模型可以幫助提高手術的成功率，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)學新生的教學工具。

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（CFD）作為技術分析工具。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。

△對患者和相應的PLA模型進行測量，圖片來自坦佩雷大學

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。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用前景。

△患者的CBCT掃描和相應的PLA模型，圖片來自坦佩雷大學

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.