• 分類：應用項目
• 發佈時間：2023-07-28 11:09
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【概要描述】位於印度新德里的全印度醫學科學研究所(All IndiaInstitute of Medical Sciences)使用Stratasys 3D列印技術開發用於開顱手術和神經內窺鏡手術的顱底神經外科模擬器。



印度新德里的全印度醫學科學研究所的神經外科實習醫生小組正在開展術前培訓活動。

 

2013年，全印度醫學科學研究所(AIIMS)神經外科教授兼科室主任、神經工程實驗室首席研究員AshishSuri教授秉持勇氣、決心和遠見，將3D列印技術引入醫學模擬計畫，旨在為醫生提供更好的培訓機會。

 

Stratasys 3D列印技術為AIIMS內部的神經外科技能培訓機構在如何改善術前規劃和研究方面找到了新的途徑。

 

Suri教授將這項技術視作實現臨床醫生研究和教育目標的重要工具，並成立了3D神經解剖實驗室，以製作逼真的解剖模型。該實驗室配備了Stratasys FDM、Connex 3和J750 DAP 3D印表機，用於生產人體骨骼和組織模型，這些模型在觸感和生物力學性能方面所達到的逼真度可經臨床驗證。

 



AIIMS 3D神經解剖實驗室配備Stratasys Digital Anatomy、Connex 3和基於FDM的3D印表機。

 

 

“神經外科是對技術要求極嚴格的醫學專業之一，通常需要醫生具備極高的專業知識水準。3D列印技術為醫學模擬教育提供新的維度，醫生可在受控制的環境中汲取和提高手術技能和知識，而不會對患者本身造成風險。”

 

——Ashish Suri教授

新德里AllMS神經外科教授兼科室主任

新德里AIIMS神經工程實驗室首席研究員

 

 

神經外科模擬：過去、現在、未來

 

挑戰

神經外科是對技術要求極嚴格的醫學專業之一，通常需要醫生具備極高的專業知識水準。模擬現實中的操作場景，讓醫生在實驗中學習解決問題的能力並積累減少錯誤的經驗，這樣的方式從過往的經驗來看是非常有效的。

 

在醫學領域，屍體解剖可能是最早模擬實際手術的方式，在活的或已死亡的動物身上進行解剖，解剖對象主要是豬、靈長類動物等以及人類屍體。後來，由於社會輿論、法律和宗教禁令以及資金短缺的影響，屍體的使用受到限制，行業開始鼓勵開發用於醫學教育的合成物理模型。然而，發展至今，這些合成模型仍然無法提供令人滿意的逼真度。

 

神經外科模擬的現狀

3D列印技術是開發高逼真度神經外科模擬器模型的有效工具。Stratasys數字解剖多材料3D印表機專為手術規劃和培訓製作高保真多紋理模型，確保神經外科醫生能夠清晰地看到解剖結構。醫生通過在患者特定的模型上練習手術操作以改善術前規劃。

 

 

“3D列印培訓模型使實習外科醫生可以在不同程度的視覺回饋下練習手術過程，而不會對患者造成任何風險。這也讓他們能夠瞭解相關的複雜解剖結構，掌握相關技術，並且在執行模擬步驟時評估可行性。”

 

——Ashish Suri教授

新德里AllMS神經外科教授兼科室主任

新德里AIIMS神經工程實驗室首席研究員

 

 

神經外科模擬：開顱手術模擬器

 

提供培訓機會，改善手術效果

Stratasys數字解剖3D印表機可製作用於訓練開顱的開顱手術模擬器，讓外科醫生在顯微鏡下練習高速鑽孔，為開顱手術做準備。在現實手術中，醫生需要在顱骨上開洞，然後從中取下骨瓣，露出大腦內部結構以進行手術。

 



具備骨骼生物力學特性的3D列印開顱手術模擬器。

 

J750 DAP 3D印表機可用於製作骨骼替代物。GrabCAD Digital Anatomy列印軟體中的預定義解剖設置能夠幫助我們模仿實際的解剖結構；同時使用不同的材料組合（如骨基質、組織基質和Agilus）能夠幫助我們模仿解剖結構的生物力學特性。

 

鑽孔練習包括製作四個鑽孔、四條直線和兩條對角線。外體和底板使用Connex PolyJet 3D印表機用聚合物材料製造，鑽孔貼片使用Digital Anatomy 3D印表機製造。參與練習的醫生表示，模擬器對於提高神經外科鑽孔技能非常有用。

 



學員正在進行鑽孔、直線和斜線鑽的模擬練習。

 

神經內窺鏡訓練器

 

神經內窺鏡訓練器的工作原理是基於拾放機制，使用可變角度的標準神經內窺鏡，讓培訓者進行基本技能的訓練。神經外科實習醫生必須在技術人員的協助下，按照預先設定的模式在6個圓環中挑選並放置其中一個。所執行的練習因工具和圓環的差異而各有不同。整個練習過程會被錄製下來，包括工具提示跟蹤、背景切割和環分割。

 



3D列印的神經內窺鏡訓練器，配備具有橡膠入口端口的扁平和傾斜活動板，以及2D數字顯示幕和攝像系統。

 

 

“外科實踐培訓(Hands-On Surgical Training,HOST)是醫學教育的未來，Stratasys多材料、多顏色3D列印技術為研發高保真的患者特定模型開闢廣闊舞臺，可補充當前的神經外科培訓。”

 

——Ramandeep Singh博士

科學家-神經工程實驗室博士

新德里AllMS神經外科

 



神經內窺鏡訓練器借由3D列印的內窺鏡鼻內經蝶竇手術模型展開訓練模式。

 

手術準備技術亟需進步

基於CT或MRI數據的二維模型無法展示完整的手術，這也導致實習生缺乏掌握標準神經外科、顯微外科和手術技術的機會。在使用神經內窺鏡技術治療病患的時候，極微小的錯誤也可能會給患者帶來傷害，並增加醫療成本，因此這項治療需要非常獨特的技術組合。

 

在屍體上進行練習是自古以來的慣例，然而，3D列印技術的出現將醫學模擬教育引入了這項手術培訓中，複雜的病理可以在3D列印模型中呈現。使用3D列印的模擬器能夠確保受訓者在一個特定且受控的環境中得到訓練，並提高手術技能和知識，不會對患者造成風險。模擬器還讓受訓者可以進行針對性練習，且可以無限次重複。

 



Ashish Suri教授向神經外科醫生講授將3D列印的神經內窺鏡訓練器模型用於神經內窺鏡手術。

 

源文 摘自：Stratasys