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針對患者的醫(yī)療模式可降低醫(yī)院成本,更好地為醫(yī)生做好準備,并改善患者的治療效果??纯?D打印醫(yī)療模型的最新進展和最佳打印機。
3D打印在高度創(chuàng)新的醫(yī)療行業(yè)中已經(jīng)牢固確立,迄今為止,該行業(yè)仍是增材制造領(lǐng)域最大的市場之一,僅次于航空航天??赡艿膽们鍐魏荛L,包括3D打印藥物,假肢,植入物,手術(shù)工具,當然還有醫(yī)療模型。
盡管模型在醫(yī)療保健中的應用已有幾個世紀,但與傳統(tǒng)模型或3D圖像相比,從患者掃描中生成并由訓練有素的醫(yī)療專業(yè)人員確認的患者特定醫(yī)療模型具有廣泛的優(yōu)勢,例如:
從罕見的腫瘤到包含復雜血流流體動力學的心臟模型,真人大小和極其精確的3D打印醫(yī)療模型通過使醫(yī)生能夠計劃甚至實踐各種方法以及尺寸或預裝醫(yī)療設(shè)備來提高外科手術(shù)的質(zhì)量和安全性。在手術(shù)室節(jié)省的時間減少了額外手術(shù)的可能性,并且已被證明可以改善術(shù)后結(jié)果并縮短患者住院時間。
事實上,2022年的一項研究發(fā)現(xiàn),支持3D打印的術(shù)前計劃和培訓在當今的醫(yī)療保健中具有“變革性”。
針對特定患者的模型允許醫(yī)療保健的更大個性化,提高患者滿意度,降低焦慮并縮短恢復時間。當醫(yī)學術(shù)語本身可能令人困惑時,他們向患者傳達有關(guān)其特定狀況的信息。
以科羅拉多州兒童醫(yī)院的凱斯實驗室為例。心臟病專家Jenny Zablah使用3D成像技術(shù)和內(nèi)部3D打印來創(chuàng)建她所謂的“紀念品模型”,作為焦慮父母的教育工具。根據(jù)她的同事加雷斯·摩根(Gareth Morgan)的說法,“很多家庭真的不明白他們的孩子出了什么問題。但我可以把它帶到一個家庭,然后說,這是你女兒的主動脈。它看起來像這樣,這就是問題所在, 這就是我們要做的。這很強大。當珍妮把這些模特放下來時,是眼淚,是擁抱。從來沒有人這樣解釋過。
除了專利之外,3D打印解剖模型還有助于醫(yī)生診斷和計劃治療。在一個針對一名出生時患有心臟缺陷的四歲兒童的案例研究中,醫(yī)生與打印機制造商Stratasys和科羅拉多大學一起創(chuàng)建了幾個用于術(shù)前分析和手術(shù)計劃的模型。使用一種稱為4D Flow MRI的掃描技術(shù),該團隊可以分析患者通過心腔和血管的極其復雜的血流,然后將其處理并以全彩色打印(見下文)。接下來,醫(yī)生打印了一個針對患者的3D打印模型并切成部分,以便更好地了解心臟解剖結(jié)構(gòu)。
模型還用于計劃術(shù)后護理并預測患者可能遇到的長期問題。在3D打印機制造商的案例研究中,以色列骨科專家Vidal Barchilon博士說:“保持真人大小的3D模型的能力使我能夠更好地了解骨折的結(jié)構(gòu),計劃手術(shù),并試圖了解骨折的未來局限性。
以色列Meir醫(yī)療中心肩骨科主任Barchilon表示,使用3D打印模型進行術(shù)前計劃可以縮短手術(shù)時間,因為他可以確認板和螺釘測量的兼容性。
節(jié)省時間對當今的醫(yī)院尤其重要。根據(jù)最近的一項研究,由于COVID-19大流行,到2022年年中,醫(yī)院可能會面臨大量選擇性手術(shù)積壓,尤其是骨科病例。任何節(jié)省時間和改善結(jié)果的新流程都將受到高度需求。
7個步驟的醫(yī)療模型:
模型的用途始終是起點?;颊呓逃J娇赡懿恍枰袷中g(shù)計劃模式那樣精確。實踐模型可能需要不同的材料或全色。用于診斷目的的模型需要牢記監(jiān)管指南。
接下來,是數(shù)據(jù)。CT掃描,MRI和其他醫(yī)學成像數(shù)據(jù)可以直接發(fā)送給第三方提供商(例如Materialise的HeartPrint,一種以各種材料和顏色3D打印心臟模型的服務),或者組合在軟件中以生成單個可打印文件。
雖然專注于醫(yī)療模型應用的專業(yè)軟件并不是絕對必要的,但有幾個解決方案提供了有吸引力的功能,并且有幾個被美國FDA批準用于生成用于診斷目的的醫(yī)療模型。(請參閱下面的“影響醫(yī)療模型的法規(guī)”部分。
例如,來自軟件和打印機制造商Materialise的Mimics inPrint集成到您醫(yī)院的工作流程中,并將醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)(DICOM文件)轉(zhuǎn)換為3D解剖模型。該公司的另一項產(chǎn)品是其軟件D2P(DICOM到打?。?D模型軟件,使外科醫(yī)生,放射科醫(yī)生,實驗室技術(shù)人員和設(shè)備設(shè)計人員能夠創(chuàng)建診斷質(zhì)量的數(shù)字3D模型和物理3D打印