快速成型在医学领域的广泛应用

　　快速成型技术用于医学领域最早始于 20 世纪 90 年代初，很大程度上是借助 CT ( C omputed tomography）及核磁共振（ MR Magnetic resonance ）等高分辨率检侧技术的发展。其基本步骤是通过计算机专用软件对CT 或 MR 逐层扫描所获得的图像数据信息逐层进行转换而转换得到的数控加工命令于可控制相应的机床依次逐层加工制作三维棋型。早期的图像信息采集是将 CT 扫描的图像胶片置于透射式扫描仪中读取后，传输至个人计算机进行数据处理转换，因此，加工精度很大程度上取决于所提供的CT 胶片的精度。随着可下载原始数据的螺旋 CT （Spiral CT）及三维容积重建方法（ Volume rendering，VR）的问世，已有的CT 图像数据可直接愉人计算机并按一定数学方法在各层之间进行差值细化三维产品的加工精度也随之大大提高。虽然医学应用只占 10 ％的 RP 巾场，但医学对 RP 的应用提出了更高的要求。历史上， RP 已经运用于种植体原型、监视系统和很多其他医疗设备的原型的制作。运用生理数据的原型制作方法采用了SLA , LOM , SLS、 FDM 等技术，这些模型向那些想不通过开刀就可观看病人骨结构的研究人员、种植体设计师和外科医生提供了帮助。这些技术在很多专科如颅外科、神经外科、口腔外科整形外科和头颈外科等得到应用．帮助外科医生进行手术规划而如果没有物理模型，这是不可能实现的。

　　RP技术在医疗诊断、教学和外科学领域的应用 

　　RP 技术的应用为诊断和教学提供直观、可触摸的信息记录，易于测量利于深人研究从而使手术操作者之间、放射科医生和外科医生之间医生和病人之间的交流更方便。外科学是 RP 技术最早在医学应用的领域特别是对于骨外科、领面外科、整形外科等的临床实践。利用 RP 技术可以加工出内、外部三维结构完全仿真的生物模型（ Biomodel ) ，其线尺寸误差小于 0.05mm 总体误差不超过0.l % ，这样的精度完全可以满足外科手术的需要并且可以克服生理解剖标本获得的难度及道德伦理方面的困扰。面临现代术式改良迅速及原发病损复杂等挑战，借助丁 RP 加工的患者术区解剖结构模型，外科医生可以更直观地了解术区状况并结合模型具体讨论复杂特殊病例、制定更合理的手术方案。

　　在模型上还可以试行手术，以预演术中可能会遇到的情况，井可比较不同术式的优劣，同时也可向年轻医生演示或供他们进行操作训练．对于正额外科及整形外科手术则更可以通过对术前及术后形态的比较，预侧评估患者的术后效果。另一方面，借助 RP 模型也可使医生更容易对患者讲解手术的相关细节，加强医生和患者间的沟通便于患者对手术形成直观的认识而更积极的配合手术。至于一些特殊病例的模型，还可以收集管理作为重要标本资料供日后类似病例参考。正因为 RP 模型的以上优势便得该项技术几乎可用于外科各个分支。 

　　 D’Urso等对 45 名分别有额面、颅面及颅底病变的患者进行 CT 检查用盯技术加工的仿真模型辅助术前诊断、手术计划制定及患者宜教等分析结果表明其中 95.23 ％可提高病变术前诊断的准确性； 82.21 ％可显著帮助手术计划制定；而 88.54 ％可使患者宣教获得满意效果；并平均缩短手术时间约达 17.63 ％。而其他学者的类似研究，同样也提供了 RP 仿真模型对外科手术有帮助促进作用的有力证据。

　　例如，运用 RP 技术设计师可以根据特定病人的CT 或 MRI 数据而不是标准的解剖学几何数据来设计井制作种植体，这样极大地减少了种植体设计的出错空间，并且这种适合每个病人解剖结构的种植体确实能达到一个更好的手术结果。能制作出与病人完美配合的种植体可帮助外科医生大大缩短手术操作的时间。这不但让病人减少了麻醉时间还能减少费用。由于有丁解剖摸型医生可以有效地与病人沟通借助于病人自己的解剖模型医生可以指出关键的区域，从而增加病人的理解。模型增加了病人对治疗的理解这比晦涩的二维 X光照片要好理解得多。模型也能让医生对病人以前的手术经历一目了然。此外模型还能让医生在手术之前对着模型进行手术规划准备种植体 仅时间节省一项就使得在很多复杂的手术中模型制作成为非常有价值的一个环节。

　　我国口腔领城内 RP 技术的应用目前主要集中于额面修复外科北京大学口腔医学院何冬梅等采用 CT 扫描和快速成型技术通过软件制作三维头颅模型应用于颧骨粉碎性骨折、颜面不对称畸形、肿瘤术后颊骨缺损畸形以及种植修复的治疗，结果表明三维头颅模型指导的 8 例口腔额面部复杂畸形患者的治疗，均取得满意疗效。由此可见，借助 RP 技术制作的三维头颅模型，在口腔额面部复杂畸形的治疗中有重要的指导意义。苏亚辉等根据快速成型和医学影像技术的发展与现状，提出了从医疗设备直接提取数字化信息，利用 CAD 软件及二次开发工具进行三维重建直至原型输出的新思路，着重探讨快速成型技术在口腔临床医学应用中的一些关键技术，并提出了初步解决方法及该技术的应用前景。由于意外事故或先天性发育异常引起的半侧耳缺失或耳廓畸形（小耳或巨耳症）是领面修复领域较为常见的病例。针对半侧领面萎缩类的半侧耳缺失，目前国内的治疗方法主要采用技师手工翻制患者正常耳侧并对其蜡耳进行雕刻，因此膺复体的外观以及和缺损组织面的贴和程度主要取决于技师的雕刻水平。黄雪梅等采用患者 CT 数据，将 RP 技术与 CAD / CAM 技术相结合用于患者半侧耳缺失治疗，通过 RP 模型直接生成硅橡胶腰复体。在设计过程中，采用专用造型系统实现对鹰复体三维模型的修改，彻底摒弃了蜡耳制作这一过程，取得了决速成型制造人耳胭复体的进展，外形精度和衔接问题都处理得比较完善，且易于完成，目前这一方法已成功地应用于临床。

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