3D打印可做的非常多，比如模拟小朋友的头骨

来源：奇点网   发布者：张荐辕   日期：2015-02-03  

约翰·米拉(John Meara)医生的两只手上各拿着一个透明的白色塑料眼窝，慢慢地将两个塑料眼窝分开，展示着维奥莱特·皮特洛克(Violet Pietrok)出生时的两眼间距。接着，他又把两个塑眼窝靠近，这是19个月大的皮特洛克接受手术后的两眼距离。 皮特洛克快2岁了，出生时就患有罕见的Tessier面裂疾病(头盖骨有较大裂缝)，两只眼睛之间的距离很大，视力和视线与鸟类有些相似。她的鼻子下面没有软骨，形成胎儿面部的骨头没有正确地融合。 皮特洛克的父母爱丽西娅·泰勒(Alicia Taylor)和马特·皮特洛克(Matt Pietrok)不远千里从俄勒冈州来到了波士顿儿童医院，找到了米拉医生。因为在之前的三年，米拉医生已经进行了四起类似的手术。 在对皮特洛克进行手术前，米拉希望更精确地了解其骨骼结构。为此，他求助同事彼得·韦恩斯托克(Peter Weinstock)基于磁共振成像图片打印出皮特洛克头盖骨的3D模型。 韦恩斯托克帮助米拉打印了4个3D模型。第一个3D模型用来帮助米拉决定手术应该怎样做，然后与皮特洛克的父母讨论治疗计划。其他三个3D模型用来模拟实际的手术操作，米拉可以朝多个方向转动头盖骨的3D模型，而这是普通的二维图像所无法做到的。然后，米拉通过切割和调整3D模型来确定最佳的手术方案。 这样的3D打印模型为医疗市场带来了极大创新，不仅为医生提供了新视点和新的实践机会，同时也能让患者及其家人更深入地了解复杂的手术过程。另外，医院也能打印自己的培训工具和个性化的手术设备。最终，医生们还希望能打印出可移植的人体器官。 渥太华医院(Ottawa Hospital)医疗成像部门负责人弗兰克·雷比茨基(Frank J. Rybicki)称：“毫无疑问，3D打印将成为一项颠覆性医疗技术。它不仅能缩短手术时间，还能提高精确度。尤其是当生物打印真正到来时，将改变一切。” 3D打印机的原料是液态塑料，而不是墨水。第一层打印完毕后，接着是第二层，第三层，直至最终打印成完整的头盖骨或胸腔。该程序同样适用于打印人体细胞。到目前为止，研究人员已经打印出血管，简单的器官和一些骨骼。去年，密歇根大学的两位专家还利用3D打印成功挽救了一名气管软化婴儿的生命。 米拉医生的同事韦恩斯托克认为，3D打印模型能提高手术技术和效果。他说，包括波士顿儿童医院在内的全球10几家儿童医院已经利用3D打印模型开发出了手术模拟程序。这不仅能提升团队沟通和信任感，还能提升医护人员对复杂手术的信心。此外，它还能缩短患者的麻醉时间。 韦恩斯托克认为，如果这些手术模拟程序能阻止一起重大医疗事故，就能抵消价值40万美元的3D打印机成本。而事实上，韦恩斯托克认为这些程序能阻止许多重大医疗事故。 皮特洛克这些非同寻常的3D头盖骨模型能让米拉医生提前意识到，在真实的皮特洛克这张脸的背后会看到什么。 米拉医生之前也接到过别人打印的3D头盖骨模型，但打印一个模型需要数周，甚至几个月的时间，且每个模型价值数千美元。而韦恩斯托克的3D打印机则不同，数日内即可打印出4个相同的3D头盖骨模型，每个成本仅为1200美元，且精确度在一根头发丝范围内。 在对其中一个模型的手术试验中，米拉注意到在一个完美的位置上，两个眼窝骨骼会发生摩擦，影响皮特洛克的视力。于是，米拉又重新进行了手术以避免摩擦。 米拉说：“在这方面，3D打印模型的作用是巨大的。否则，你将是首次在手术室中这样做。” 去年10月初，也就是在皮特洛克接受手术的当天，米拉在手术室里又反复研究了其中一个3D模型。最终，手术按计划顺利完成。 布莱根妇女医院(Brigham and Women‘s Hospital)还拥有一台更高级的3D打印机，不但能打印肉体和骨骼，还能打印手术中要用到的医疗工具。 雷比茨基说：“到了手术时，你无需再反复折腾，因为万事具备。你拥有史无前例的手术计划，拥有前所未有的准确度。”雷比茨基还称，对比手术前后的3D模型，你还能找出为什么一些移植组织遭遇排斥的线索。 雷比茨基认为，随着3D打印机的日趋完善，手术结果也会更加完美。例如，在不久的将来，医生能将医用导管穿过打印的血管，利用3D模型绕过动脉瘤，甚至是感觉到肿瘤和健康组织之间的触觉差异。 韦恩斯托克利用3D打印机打印了许多手术工具，监视器，甚至是手术中渗出红色的液体，摆放在波士顿儿童医院的三楼，与旁边的真实工具几乎完全一样。他说，医院的神经外科医生、心脏病专家和其他科室医生经常来使用这些模拟工具练手。 对于3D打印和手术模拟，目前还很少有研究报告来证明其裨益。但美国退伍军人事务部(DVA)研究人员已经证明，手术室中的团队意识能在很大程度上降低患者死亡或受伤的几率。 韦恩斯托克说：“解决一个问题，避免一处错误，识别出一个潜在安全威胁，就能挽救一个生命。”此外，它还能降低成本。韦恩斯托克还称，对手术过程的模拟和演练，能使医生和护士对手术更具信心，尤其是对于像皮特洛克这样的复杂手术。 皮特洛克的父母也表示，他们感觉到米拉医生在手术前做了充分准备。皮特洛克的母亲泰勒说：“医生走出手术室后满脸笑容，他说手术很完美。” 虽然手术很成功，皮特洛克的完全康复还面临一些挑战。他头盖骨上的皮肤目前还不足以承受缝线，头盖骨裂缝还有可能开裂。第二次手术是要恢复正常的眼睑功能，但也只是局部的。皮特洛克将来还要接受多次手术，将两眼间的距离进一步拉近，并增加鼻软骨。总之，皮特洛克要恢复正常还需要很长一段时间。 但皮特洛克本人并没有意识到这一点。她与陌生人玩着躲猫猫游戏，用手推着一个能行走的粉色玩具。由于视线分散，她之前已经失去了走路的稳定性。而如今，她又可以稳定地站着了。当妈妈在后面逗她时，她也会回过头咯咯笑个不停。 母亲泰勒说：“刚刚发生在她身上的一切令人惊异。”

相关新闻