3D打印醫療領域應用-氣管模型頸椎手術模擬項目

項目背景

北京第三醫院聯系到我們為即將進行一個復雜氣管手術的患者制作一個精確的3d器官打印模型，由于該患者氣管椎體的融合和骨贅的生成，對其氣道的結構產生了影響，使得麻醉醫師術無法進行氣管插管手術。醫院為我們提供了患者的頸椎的CT掃描，并要求該掃描中的所有細節通過模型進行展示以便他們進行術前模擬。

3d-printed-model-of-patients-spine-and-windpipe

項目要求

此外，醫院要求我們氣管使用軟膠材料，頸椎模型采用硬質材料，最大程度地還原患者的真實情況，同時氣管的顏色同頸椎區分開來，以方便識別。

前期分析

因為這是個醫療項目，我們將CT掃描和核磁共振數據導入到威斯坦專業的3D醫療打印軟件，進行圖像到實體模型的篩選和轉換。

3D model in medical industry

在軟件中我們可以清楚地看到患者食道發生病變的位置和范圍。

通過軟件的幫助，我們將患者的脊椎骨骼和氣管分離出來，其中需要直接使用3D打印的脊椎部分標注成了橙色，而需要另外制作氣管部分則標注成了灰色。

medical 3d model1

在前期的分析工作完成后，我們的打印機操作員在3D打印切片軟件中增加了必要的支撐。這個模型非常的復雜，合理的增加支撐可以增加打印的穩定性，避免出現任何塌鍋的情況，對打印精度也有幫助。這次的項目對細節和精度要求很高，但我們通過使用專業的軟件高效地完成了任務。上面圖片紅色標注的支撐將在后處理中去除。

上機打印

接下來我們進入了上機打印環節。在這個項目中，打印出來的模型細節要求同CT掃描高度吻合，傳統的工藝是極難做到的。但威斯坦的SLA 3d醫療打印技術恰恰最適合這種高精度模型的制作，配合我們技術嫻熟的工程師團隊，每一個細節都被完美的復制了出來。

后處理

打印完成后，我們將模型小心地從平臺上取下后并用酒精清洗。接下來我們需要去除支撐。在上面的第二張圖中，仍然可以看到模型的支撐結構。但是右側的圖片可以看到，經過我們仔細的后處理，已經看不到任何額外的支撐，客戶對最終的打印結果非常的滿意。

真空復模制作食道軟管

同脊椎模型的硬質材料相反，醫院要求氣管由軟膠材料制作。為了滿足客戶的要求，我們首先將氣管模型打印出來，然后通過我們的3D掃描儀將數據掃描出來并發給醫院確認精度。

在醫院確認精度后，我們使用真空復模制作了氣管的最終模型。3D打印出來的模型必須是完美的，因為任何缺陷都會轉移到模具上。在這里使用真空復模，可以在不更換打印機材料的前提下，制作出不同顏色的氣管模型。

組裝

?當兩部分的模型都完成后，剩下的工作就是將它們組裝起來。最終的模型在極短的時間內交付給了院方，對患者的手術起到了至關重要的作用。醫生們通過在手術前對這個還原精度高達0.1MM的3D模型進行分析，實現了原本不可能做到的術前模擬。手術完成后，威斯坦制作的這個高品質模型繼續留在醫院，幫助實習生進行模擬手術的實例學習和操作。細節還原高的模型，對于醫療培訓有著非常高的價值。