医学研究人员使用 Stratasys 3D 打印机开发低成本、高精度的外科手术器械

高级医疗培训要求专业程序采用专用器械。有时,这种培训会对患者和医生等人群带来风险。在明尼苏达大学医学院,泌尿科正在利用 3D 打印的优势为外科领域和学习高级技术所需的专用器械建立模型。

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透视 C 形臂

泌尿科医生会进行大量需要穿过皮肤(经皮)的肾脏手术。最常见的是,医师通过C 形臂(一种实时透视引导机器)找到用长针通过腹壁扎进肾脏的正确位置。传统的培训模型将患者和接受培训的学员长时间暴露在 X 射线中,这可能会造成伤害。医生必须通过二维的灰度图像准确找到位置并安全地将针插进目标,因而需要进行多次试验才能掌握此手术。

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Stratasys 3D 打印制作的 C 形臂培训仪

明尼苏达大学医学院仿真与教育技术研究中心 (CREST) 的研究人员正在使用 Stratasys 3D 打印机设计一项替代方案。 CREST 正在以真正的患者图像研究为基础,使用 PolyJetFDM 3D 打印材料生产逼真的解剖模型。此外,建模人员正在使用 Fortus 3D 生产系统和 Objet Connex 多材料 3D 打印机以 3D 打印的形式生产设备和模具,因此研究中心正在建立能够模拟固定 X 射线图像增强器的设备。

固定 X 射线图像增强器能够将 X 射线转化为肉眼可见的光线图像,使医生能够在电视监控中看到自己的操作,从而顺利进行“微创”手术。然而,这些机器对于实验性项目太过昂贵,学生们通常都是在真正的患者身上进行手术练习。

通过在 Solidworks 中设计一张诊断床和 C 形臂并借助 Fortus 3D 生产系统将其 3D 打印出来,CREST 能够以较低成本模拟固定 X 射线图像增强器的效果。正如外科医生需要显示真实肾脏的 X 射线图像一样,高清摄像头会穿过清晰的肾脏模型捕捉图像并在计算机监控器上显示出来。这样便显示出模拟 X 射线图像的实时图像。

这种清晰的模具是使用 PolyJet 3D 打印技术和一种称作 RTV 硅胶成型的技术制作而成。这样一来,团队成员能够以较低成本生产练习模型,培训学员也获得了在熟练掌握之前反复、从容练习的机会。

借助定制的诊断床和解剖模型,参加培训的医师能够获得在最近几年才出现的宝贵实践机会。由于可以自由设计定制配件,CREST 从而能够快速满足医药行业不断变化的需求。借助 FDM 和 PolyJet 3D 打印技术,CREST 正在攻克高级医学教育领域一个存在已久的问题,同时也将大力改善患者和医护人员的生活。

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