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1、白皮书神经外科领域的现状与未来展望 雅各布斯研究所 白皮书2由于 3D 打印技术的出现,神经外科领域有了显著的发展。这并不奇怪,因为神经外科医生遇到的大多数外科手术和相应的病理学都非常复杂,其涉及复杂、微小的解剖结构,所以无法通过二维多平面成像得到充分的解读(1)。虽然诊断性影像确实是从二维效果图发展而来的,但这些影像仍然在平面的二维计算机屏幕上观看。这让完全理解解剖结构变得很困难,因此外科医生不得不在脑中构建复杂的脉管结构。用于患者特定解剖结构的精确 3D 模型可以从不同角度可视化解剖结构,也有助于练习手术技能。在神经外科专业中,由于手术风险高,以及面对真正的患者时,积累操作技能的过程是缓慢
2、而逐步进行的,所以练习手术技能在神经外科领域具有非常重要的作用(1、2)。除了手术规划和手术模拟,3D 模型为可定制的患者特定神经外科植入物以及假肢装置的发展做出了积极贡献。最近的一些出版物描述了 3D 打印在神经外科几个分支领域中的大量应用。这些领域包括脑血管神经外科、肿瘤神经外科、脊椎神经外科、功能性神经外科和内窥镜神经外科。临床应用分别包括对病理性脑血管、脑肿瘤、脊髓疾病、抗治疗神经障碍以及远程病理的治疗。这些领域都以各不相同的方式利用了 3D 打印技术来推进手术规划、培训和治疗,以提高患者的治疗效果。本文的第一部分将概述来自 Randazzo 和其同事于在 2016 年对 3D 打印的
3、患者特定模型用于术前规划和医生教育进行系统性综述以来所发表的文献(3)。第二部分将研究文献中确定的一些主题如何在纽约布法罗的雅各布斯研究所/盖茨血管研究所(JI/GVI)的术前规划和培训模拟中发挥作用。本文将根据最近的文献和 JI/GVI 的 3D 打印实践,对 3D 打印未来在神经外科领域的作用提出一些假设。引言住院医师和 Siddiqui 博士研究 3D 打印模型。白皮书3在 2016 年对神经外科中的 3D 打印技术的系统性综述中,Randazzo 等人综述了有关神经外科结合 3D 打印的三个主要领域的 36 篇已发表研究。这些领域包括:为手术规划、培训和教学制作患者特定解剖模型 为评估
4、和治疗神经外科疾病设计神经外科装置 开发用于生物组织工程的植入物 他们发现,12 项研究与脑血管手术规划和培训应用相关,6 项研究与神经肿瘤应用相关,4 项研究与功能应用相关,5 项研究与脊椎外科相关,6 项研究与内窥镜应用相关,2 项研究为文献综述,2 项研究与其他神经外科的分支专业相关。在一组与脑血管应用相关的研究中,有 3 项研究评论了为什么需要 3D 模型(4、5、6)。作者认为,在影像检查或透视检查期间,在平面二维计算机屏幕上观察动脉瘤,即使是在计算机重建的三维可视化效果中,要完全理解解剖结构也很困难。他们的结论是,物理模型是一种潜在的更有效的可视化方法。在培训方面,多项研究指出,鉴
5、于对安全教学环境的需求和约束了医科学生与患者间互动的新培训限制,3D 打印模型的使用在手术模拟方面具有一定的价值(7、8、9、10)。其中 9 项研究证实,使用 3D 打印可以准确打印通过扫描获得的患者复杂的血管结构(4、5、6、8、11、12、13、14、15)。他们用不同的验证方法验证了 3D 打印模型在解剖学上的精确度,包括相对于 DSA 图像的动脉瘤直径的测量统计分析、再成像模型与 DSA 图像的计算比较、模型与 CTA 的视觉比较以及临床医生的质量评估。其中两项研究报告了使用精确的解剖模型来改进动脉瘤和儿童动静脉畸形(AVM)治疗的手术规划(4、8)。治疗复杂的神经血管病变(如 AV
6、M)需要仔细地应用精细的外科技术和/或血管内技术。尤其是,与成人相比,血容量小、麻醉要求高、手术和血管内通路更复杂的儿童的手术风险更高。Weinstein 和他在波士顿儿童医院(Boston Childrens Hospital)的同事指出,虽然可以使用三维多平面成像,但是要理解复杂脑血管病变(如 AVM)的相关三维解剖结构可能很困难,而且需要在多个图像之间来回切换(8)。此外,在屏幕上模拟的三维重建很难操作,而且无法提供触觉反馈。他们的 AVM 研究应用了 PolyJet技术,该技术同时结合多种颜色和材料来复制和区分脑血管结构,以便从各个角度将病变的解剖结构变得可视化。该技术还让医生可以通过
7、多个切入通道或路径来练习手术入路,并使用实际的手术器械获得真实的触觉反馈。综述 3D 打印模型在神经外科术前规划中的使用 第一部分:白皮书4结果表明,与对照组相比,在使用 3D 打印的患者特定模型进行术前手术模拟后,两个病例的手术时间减少了 12%或 30 分钟。作者指出,这些模型有助于理解相关的解剖结构,以便安全地识别血管。更具体地说,使用多色彩和高分辨率的 PolyJet 技术可以提升对每个复杂病变的可视化程度,区分其病灶、正常血管(如供血动脉或引流静脉)以及它们与周围血管和结构的空间关系。对这些方面的透彻了解对于确定最佳干预和最佳效果至关重要。本次系统性综述是以与脑血管应用相关的研究结果
8、为基础,并根据 2015 年以来发表的文献进行评论。相关文献是通过使用关键词进行 PubMed 搜索找到,发表时间为 2015 年 12 月(Randazzo 等人进行系统性综述)至 2018 年 7 月。与 Randazzo 的研究一样,入选条件包括提及“3D 打印”或“增材制造”和“神经外科”的文章。手动检索到 170 条结果,其中 10 条结果是与脑血管应用相关的新文章。另外两篇文章来源于其他的关键词搜索,包括提及“增材制造”、“神经外科”、“3D 打印”和“血管内外科规划”的文章。在 13 篇上海品茶相关的文章(表 1)中,有两篇发表于 2015 年,但未纳入 Randazzo 的研究。与 Ra
9、ndazzo 的系统性研究中包含的研究一样,自 2015 年以来发表的 12 篇文章列举了在医学培训和术前规划中使用 3D 打印模型的病例,验证了 3D 打印模型的精确度,并报告了使用 3D 打印模型改进术前规划的情况。其中两项研究报告了可以推进 3D 打印工艺的技术发展。综合来看,近期的研究表明,3D 打印模型代表了医学教育和术前规划的一种范式转变这种转变最终将改善患者护理和治疗效果。第一部分(续)白皮书5多项研究(16、17、18、19、20、21、22、23)确定了 3D 打印模型在术前规划中的应用机会,这些机会使得外科医生能够在患者实际进入手术室之前调整治疗方案,并为最初未预料到的难题
10、做好准备。其中三项研究(22、23、24)综述了传统术前规划的缺点,发现从医学影像获得的信息与人体的实际组织或器官存在很大差异,并且很难使用屏幕上的三维图像来预测设备的行为。研究指出,普通的平面三维图像仅仅是用透视技术生成的二维图像,因此在静止状态下没有立体感。报告解释称,显示器上图像的三维效果是通过图像运动、记忆、知识和经验等事实引起的视差,由观看者的大脑对图像进行处理而产生的。他们发现 3D 打印模型可以完美地捕捉动脉瘤和母血管的几何结构以及血管分支。3D 打印模型让医生能充分可视化周围的结构并清晰识别所有相关血管,从而清楚了解它们之间的三维空间关系。Thawani 等人认为,这些模型可以
11、与三维血管造影重建结合使用,以更好地描述与患者的 AVM 相关的三维血管解剖和三维血管血流(20)。部分研究发现,由于这些优点,使用 3D 打印模型进行术前规划可以更好地提供与治疗决策相关的信息,并最终减少实际的透视时间、造影剂容量和手术整体用时(18、19、21、22、23)。其中两项研究旨在以定量法衡量使用 3D 打印模型进行术前规划的实际影响。Wang 等人为 13 名动脉瘤患者 3D 打印了模拟模型,包括母血管几何结构以及血管分支(22)。他们使用这些模型来判断是进行动脉瘤夹闭还是血管内栓塞。治疗两个月后,所有患者的改良 Rankin 分数均为良好。Dong 等人针对为手术规划和患者咨
12、询使用医学模型进行了评估(23)。他们选择了 14 名接受选择性血管内治疗的脑动静脉畸形(bAVM)患者,将其平均分成了不使用 3D 打印模型的对照组和使用 3D 打印模型的试验组。作者发现,使用 3D 打印模型后,术前的患者/家庭信息传达满意度和对计划手术的接受度显著提高,获得知情同意所需的时间缩短了 33%。第一部分(续)尽管使用了三种(MRI、CT 血管造影和导管动脉造影)多平面成像方法,但理解相关的三维解剖结构可能还是很困难。详细解剖结构的可视化可能需要在多个图像之间来回切换,此外,在屏幕上模拟的三维重建很难操作,而且无法提供触觉反馈。3D 打印模型支持从各个角度即时可视化病灶性解剖结
13、构,还可以通过触觉反馈模拟手术入路,并使用实际手术器械通过多个切入通道练习手术入路。”Adnan Siddiqui,医学博士、博士雅各布斯研究所首席医疗官Kaleida Health 神经外科中风服务处主任 纽约州立大学布法罗分校神经血管内专科培训计划主任白皮书6此外,与对照组相比,当医生使用模型制定治疗方案时,从获取术中 DSA 数据到开始进行血管内治疗的时间减少了近一半(47%)(表 2)。他们还注意到,参与手术的外科医生在术前使用 3D 打印模型获得了 bAVM 结构的完整立体视图和旋转视图,包括供血动脉、病灶和引流静脉,因此在获得 DSA 图像之前就已经制定了相应的治疗策略,如栓塞哪条
14、动脉和使用什么栓塞材料。他们还强调,一个真实的术前三维外科解剖实体模型可能会减少手术时间和降低手术风险,这对患者非常有益。此外,Dong 和他的同事指出,3D 打印模型还可以在以下方面提供术中实时监控:(1)在血管内治疗中栓塞的程度或使用显微手术切除肿瘤的程度;(2)残留病灶的位置及其与供血动脉和引流静脉的关系;(3)病灶与周围结构的位置关系。种种作用均提高了治疗效果,并且减少了手术并发症。一些研究(20、21、23)评估了 3D 打印模型的解剖精确度。他们发现,使用三维旋转血管造影数据和其他验证模式的图像具有很高的保真度。Dong 等人在研究中对其中的 7 个模型和术中 DSA 影像各进行了
15、三次测量,并比较了偏差(23)。这些模型与 DSA 图像之间具有高保真度。在 Thawani 等人的研究中,作者使用卡尺测量模型,发现模型与影像特征的误差小于 0.1 毫米(20)。Frlich 等人比较了模型和患者资料中的动脉瘤体积,发现获得了较高的解剖精确度(21)。其中三项研究探讨了 3D 打印模型目前的局限性,以及如何改进模型和制作模型的工艺(21、24、26)。Frlich 等人评价了熔融沉积成型(FDM)在制作再现患者特定解剖结构的动脉瘤模型时的应用,他们观察到,当将模型图像与原始患者临床扫描图像进行比较时,虽然精确度较高,但小于 1 毫米的血管段没有稳定地得到复制或阻塞,这可能表
16、明 FDM 技术在制作非常小的血管分支和动脉瘤方面存在局限性(21)。材料喷射技术也许可以提供更好的空间分辨率。另一个限制是 FDM 模型的硬度。这意味着它们无法真实响应导管或弹簧圈的力,从而限制了模拟弹簧圈栓塞等手术的逼真度。作者观察到,“神经介入手术的几个关键部分在很大程度上依赖于解剖结构的弹性,如导管或弹簧圈的错位、动脉瘤的破裂和血管在通路中的运动。准确再现这些特征将大大提高逼真度。”同样,材料喷射可能是一种解决方案。其中两项研究着眼于改进模型制作,以减少打印时间。Aoun 等人推测,使用连续液体界面生产 第一部分(续)1 Dong M、Chen G、Li J、Qin K、Ding X、
17、Peng C、Zhou D、Lin X。三维脑动静脉畸形模型用于临床应用和住院医师培训。Medicine。2018;97(3):e9516。表 2.3D 模型对知情同意、治疗计划和患者满意度的影响1。3D=三维,N=数量,min=分钟。N知情同意,分钟治疗计划,分钟患者满意度使用模型710.30 0.805.50 0.409.40 0.60不使用模型715.40 1.3010.40 1.608.20 0.30T 值 8.84 7.86 4.73白皮书7(CLIP)所取得的突破将使患者特定模拟模型的 3D 打印速度提高 100倍(26)。Kaneko 等人发现,使用丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物(AB
18、S)溶剂,桌面打印的低成本血管模型可以以最小的变化进行修匀,这比目前使用的标准修匀法要快得多,且所需劳动力更少(24)。其中的四项研究(16、17、18、27)讨论了传统神经外科培训方法的缺点。作者认为使用动物、尸体和塑料模型进行的传统培训方法缺乏逼真度,而且对于日常实践既不方便也不实用。他们指出,培训对于工作时间的限制和监督要求的变化使得这些缺点进一步凸显。他们坚持认为,3D 打印模型可以解决这些难题,并让外科医生根据需要进行多次病例练习,而这有助于更快习得手术技能。Dong 调查了参与一个医生实习期培训项目的 30 名外科住院医师,他们评价了患者特定的 3D bAVM 模型,并反馈了这些模
19、型与真实 bAVM 结构的相似度以及打印模型作为教育工具的有效性(23)。bAVM 模型作为一种教学方法,在所有关于整体有效性的调查问题中得分最高(图 1)。对于 bAVM 模型基于住院医师对 bAVM 解剖结构现有理解的能力,项目参与者打出了高分。针对 bAVM 模型为他们准备 bAVM 血管内治疗(选择栓塞哪条动脉)提供的帮助,住院医师也给予了高度评价。当被问及这些模型相对于真实解剖结构的逼真度时,住院医师给出了中等分数(40%),因为他们认为这些模型没有提供有关病灶内部结构的详细信息。这显然是一个可以通过材料喷射和新的数字材料得到解决的问题。第一部分(续)图 1 1Dong M、Chen
20、 G、Li J、Qin K、Ding X、Peng C、Zhou D 和 Lin X。三维脑动静脉畸形模型用于临床应用和住院医师培训。Medicine。2018;97(3):e9516。住院医师评估的结果,基于五分制李克特量表,其中 5 代表最高等级,1 代表最低等级。1强烈反对反对中立同意非常同意0%20%40%60%80%100%有效性对 bAVM 的结构 的理解栓塞 手术 准备3D 模拟解剖结构 的逼真度决定 栓塞 哪条动脉发现与其他组织 的空间关系白皮书8脑动脉瘤夹闭仍是神经外科的一项重要技术。随着脑动脉瘤的血管内治疗增加,神经外科住院医师进行这种手术的经验越来越少。久而久之,脑动脉瘤
21、夹闭训练变得更困难。其中一个解决方案是模拟手术。Tenjin 和 Okano 开发了 14 名动脉瘤患者特定的 3D 模型,用于脑动脉瘤夹闭训练(27)。神经外科研究员和住院医师利用这些模型来练习使用手术显微镜进行三维操作、进行夹闭手术以及应对手术中的意外事件,如早期破裂。为完成后者,练习者用模拟血液灌注动脉瘤模型。一堂培训课程有八名住院医师参加。在动脉瘤夹闭术中,蛛网膜、静脉、动脉和动脉瘤的解剖顺序以及器械插入的方向和刮刀的压力都很重要。作者总结道,借助具有动脉瘤和周围结构的患者特定 3D 模型,住院医师在这些关键领域成功得到了练习。此外,住院医师表示,这门课程有助于他们确定如何定位、执行颅
22、骨切开术、操作器械、解剖动脉瘤和夹闭。作者指出,这些模型带来的一个关键益处是可以对动脉瘤和周围结构进行三维操作。研究作者研究应用制造方法打印的结构打印机材料Aoun 等人(2015)未来的 3D 打印和个性化的神经外科 T/S(潜在)连续液体 界面生产患者特定模拟模型连续液体界面仪树脂Russ 等人(2015)使用患者特定的 3D 打印体模规划图像引导的神经血管介入治疗P/MPolyJet两个患者特定脑底动脉环和一个冠状动脉模型 Objet Eden260VTangoPlus(半透明弹性材料)Frlich 等人(2016)利用熔融沉积成型 3D 打印颅内动脉瘤,实现高度精确的复制P/M;T/S
23、(潜在)熔融沉积成型10 个患者特定的脑动脉瘤模型Design-jet Color 3D 打印机(Hewlett-Packard Development Company)ABSSinghal 等人(2016)使用 3D 打印改进手术规划:案例分析P/M不适用不适用不适用不适用Kaneko 等人(2016)用低成本方法快速制作患者特定血管复制品以模拟血管内部P/M;T/S(潜在)熔融 纤维制造系统硅胶血管复制品ABS 3D 打印机ABS表 1.描述各项研究使用的 3D 打印方法白皮书9研究作者研究应用制造方法打印的结构打印机材料Ishibashi 等人(2016)利用 3D 打印血管模型为血管内
24、弹簧圈栓塞定制微导管。P/MPolyJet27 3D 血管模型Objet30 Pro丙烯酸树脂(Vero)Thawani 等人(2016)包括血流的动静脉畸形 3D 打印模型P/M(潜在)Stereolitho Graphic复合的动脉 和静脉模型ProJet 6000类聚碳酸酯光活性聚合物Baskaran 等人(2016)3D 打印技术在解剖学培训和神经外科中的应用现状与未来展望文献综述不适用不适用不适用不适用Pucci 等人(2017)3D 打印:神经外科领域的技术、应用和限制探讨神经外科领域的技术与应用不适用不适用不适用不适用Shakir 等人(2017)社论:观察、实践、教学?借助 3
25、D 打印进行范式转变社论不适用不适用不适用不适用Wang 等人(2018)基于颅内数字减影血管造影 3D 打印颅内动脉瘤及其临床应用P/M、T/SPolyJet13 个动脉瘤和母血管模型Connex 多材料 3D 打印机光敏树脂Dong 等人(2018)用于临床用途和住院医师培训的脑动静脉畸形三维模型P/M、T/SPolyJet;BinderJet7 个颅底动静脉畸形模型Stratasys J750 或 Spectrum Z TM 510(3D 系统)Tenjin H、Okano Y(2017)脑动脉瘤夹闭训练模型。T/S聚乙烯醇14 个动脉瘤模型表 1.描述各项研究使用的 3D 打印方法(续
26、)应用:P/M=手术计划与建模;T/S=手术培训与模拟 白皮书10非营利性医疗设备创新中心雅各布斯研究所(JI)、血管医院盖茨血管研究所(GVI)以及布法罗大学医学院和工程学院正在结合使用患者特定 3D 打印血管流模型与患者影像学研究来规划复杂的神经血管内手术,并培训大学研究员、住院医师和工业工程师。术前规划就术前规划而言,正如第一部分综述的许多研究(16、19)所描述的一样,JI/GVI 的经历表明,即使是经验丰富的外科医生也觉得棘手的具有复杂解剖结构的高难度病例,反而是 3D 打印模型可以发挥最大益处的领域。患者特定模型让 JI 附属神经外科医生可以在患者真正进入手术室之前调整血管内治疗计
27、划,并为意外挑战做好准备。在 JI/GVI,大多数神经血管模型是用于规划复杂的动脉瘤介入手术。正如第一部分综述的大量文献(20、22、23)所述,没有完全相同的两个动脉瘤,必须对血管解剖有充分的了解才能确保治疗成功。与三维图像不同,3D 打印模型可以识别所有相关血管,这使医生能够了解三维空间关系。JI 的首席医疗官 Adnan Siddiqui 博士已经使用了患者特定的 3D 打印血管模型来规划三名病情有挑战性的动脉瘤患者的治疗计划。他的第一名患者是一位 47 岁的女性,她具有头痛和视力下降症状。影像显示,这名女性的大脑中动脉有一个复杂的动脉瘤,Siddiqui 博士认为可以用外形类似金属篮的
28、囊内装置来治疗。他使用柔性 在 JI/GVI 使用 3D 打印模型进行神经血管术前规划和培训的体验第二部分:TangoPlus 打印了患者血管的 PolyJet 模型,用于检查这个装置是否能工作(图 2)。在模拟导管插入术实验室的透视下向 3D 打印模型中部署该装置时,Siddiqui 博士发现该装置并不适合这种类型的动脉瘤,并可能导致潜在的并发症(图 3)。图 2 该 3D 模型使用柔性 TangoPlus 光敏树脂打印,医生不仅可以查看动脉瘤本身大小的复制品,而且可以针对多种治疗方案进行一系列术前测试。来来 word 来来图 3 雅各布斯研究所的团队使用导线和准确反映患者动脉瘤结构的 3D
29、 打印模型测试手术方案。白皮书11因此,他改变了策略,这不仅节省了时间,而且避免了浪费装置和出现潜在并发症。他转而使用传统的支架栓塞手术成功治疗了患者。Siddiqui 博士之后的两名患者患有梭形椎基底动脉瘤。这种类型的动脉瘤可以出现在任何颅内血管,但它主要见于椎基底动脉后部,出现在这个部位的动脉瘤通常尤为棘手。这些动脉瘤被视为神经外科领域最可怕的病变之一,目前暂未发现全面有效的治疗方法(25)。虽然有时可以进行手术,但这些动脉瘤越来越多地是通过血管内治疗方法得到治疗,包括分流支架和支架辅助栓塞。这两名患者中的第一名是 66 岁的男性,患有巨大梭状椎基底动脉瘤(图 4 和图 5)。由于动脉瘤的
30、直径大于可用的分流管直径,所以 Siddiqui 博士打印了患者血管的 PolyJet 模型,以评估使用另一个装置作为分流管的可行性(图 6)。在使用 3D 打印模型进行评估后,他成功地将支架置入患者体内。Siddiqui 博士的第二名椎基底动脉梭形动脉瘤患者是一名 74 岁的男性(图 7 和图 8)。Siddiqui 博士观察了患者特定的 3D 打印 PolyJet 模型(图 9),决定与一家医疗设备公司合作,该公司定制了用作分流器的支架。在 PolyJet 模型中进行了几次置入尝试后,分流器仍然无法正常工作。当这名患者去世时,对装置的进一步开发仍在进行中。第二部分(续)图 4 梭形椎基底动
31、脉瘤患者(透视图像)。图 5 患者动脉瘤的 3D 旋转(血管造影重建)。图 6脊椎基底动脉瘤的 3D 打印模型。我学到了一些整个职业生涯都会受用的知识。”参与者白皮书12图 9,第二个脊椎基底动脉瘤病例的 3D 打印模型。手术培训雅各布斯研究所及其合作伙伴还利用患者特定模型来培训神经外科住院医师和研究员练习治疗动脉瘤和其他神经血管疾病。在一项于 2016 年进行的课程开始之前,JI 为一名患有多个动脉瘤的患者打印了多个患者特定模型,其中一个模型具有大脑前/大脑中动脉瘤(ACA/MCA),另一个模型则具有眼动脉瘤。在该课程中,来自全美 9 个项目的 11 名神经外科住院医师在 JI 模拟导管插入
32、术实验室的模型中,在荧光透视下练习置入装置和治疗中风与动脉瘤。据 JI 附属医生表示,这些模型帮助医生和实习医生在导管插入术实验室以外的最逼真的模拟环境中学习和练习。正如一名课程参与者所说,除了讲座和观察之外,在模拟环境中使用模型是“一项革命性的计划的一部分,它将改变血管内神经外科学的教学、学习和交流方式。”JI 在面向行业的临床沉浸式项目中也使用了患者特定的 3D 打印模型。在这些项目中,研发工程师和销售代表有机会在荧光透视下的模型中置入第二部分(续)装置和原型,以洞察其装置的行为,而屏幕上的三维图像无法实现这一点。关于这些模型,一位参与者指出,“我学到了一些整个职业生涯都会受用的知识”图
33、7,2 号患者的血管造影。图 8,2 号患者的 3D 旋转影像(最大强度投影)。白皮书13根据文献综述和 JI/GVI 的经历,对于复杂的神经血管内病例,使用患者特定模型进行手术规划的益处可以分为对医生、医院和患者的益处,其中最为显著的是对患者的益处。它们在术前规划中的应用让医生能够更好地可视化患者的解剖结构,并在一个安全、逼真的解剖环境中进行练习,这样他们就可以更自信地制定适当的手术计划,选择适当的装置,并为潜在的并发症做好更充分的准备。使用 3D 打印模型进行手术规划有助于医院缩短手术时间,减少对装置的浪费,并最终带来更好的手术效果。最后,使用 3D 打印模型进行手术规划对患者的益处体现在
34、可以减少手术时间、镇静剂用量和辐射暴露。患者可以受益于更好的医生技能和基于实际练习的决策,从而获得更好的治疗效果。尽管裨益良多,但由于存在种种障碍,JI 实际上正在模拟导管插入术实验室中使用其设计模型测试医疗装置,远远超过术前规划目的甚至培训目的。这些障碍包括缺乏治疗计划补偿,以及由于软件限制、打印时间和后处理要求,从扫描到成品模型需要很长时间。此外,使用模型制定临床决策需要通过严格管控模型开发和生产过程来体现高精确度。为了扩大 3D 打印模型作为手术规划工具的应用范围,需要做几件事。其中包括:测试和验证特定组织材料和疾病状态的方法 开发用于从扫描到建模跟踪和验证患者身份的操作系统 开发与工业
35、制造系统类似的模型生产系统,涵盖质量系统、打印机维护和专门人才 收集有说服力的定量证据,证明 3D 打印血管模型对患者疗效和医疗成本的积极影响 JI 及其合作伙伴致力于满足所有这些需求,以期让使用患者特定的 3D 打印模型成为所有复杂神经血管病例的标准。展望 3D 打印模型在手术规划和培训领域的应用结论:白皮书141.Klein GT、Lu Y、Wang MY。“3D 打印携手神经外科 准备进入好黄金时代?”World Neurosurg。2013;80:233235 页。2.Waran V、Narayanan V、Karuppiah R 等人。“借助具有病理的逼真 3D 模型开展神经外科内镜
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