News • 临床实践中的应用
莱比锡大学医院分享医疗3D应用经验
在医疗3D打印的开发和应用方面，莱比锡大学医院(UKL)近十年来一直是德国和欧洲的先驱。事实上，UKL在应用3D打印框架系统方面已有20年历史，这些系统在神经外科用于特别精确的立体定向治疗方法。如今，应用范围更加广泛，涵盖了更多专业领域。研发仍在继续：在空间计算技术方面的深入研究——将数字3D信息无缝连接到物理世界——就是一个例子，说明莱比锡正在开发更多的3D应用项目，以实现对患者更精确、更快捷、更温和的治疗。
患者特异性模型和模板大大提高了肿瘤切除和动脉瘤等血管畸形治疗的安全性和精确度。
——迪尔克·温克勒
莱比锡大学医院近年来在3D打印开发和应用方面取得的进展，主要归功于迪尔克·温克勒教授和Ronny Grunert博士。两人共同领导LEGEND——莱比锡神经外科3D研究与发展中心，该中心隶属于UKL神经外科诊所和莱比锡大学医学院，并与UKL神经外科主任Erdem Güresir教授保持密切的专业交流。LEGEND的重点是开发用于个性化手术的3D应用，以及利用各种3D打印技术开发和制造患者特异性仪器、装置和辅助工具。此外，神经外科诊所在这一领域多年来一直与德累斯顿弗劳恩霍夫机床与成型技术研究所(IWU)紧密合作。"能够利用IWU的专业知识，尤其是Grunert博士的专业知识，是一个不可估量的收获，"迪尔克·温克勒教授表示。正是从这种深入且非常富有成效的合作中，诞生了"next3D"技术平台。其工作重点包括一个软件支持的流程链，该流程链评估、处理医学图像材料并将其转换为三维打印模板。
"它们作为电极或活检针的精确放置辅助工具，是根据每位患者解剖结构定制的独一无二产品。借助它们，可以实现十分之一毫米精度的手术，例如在帕金森病治疗中的深部脑刺激或温和的组织取样，"迪尔克·温克勒教授解释道。对患者而言，这意味着手术时间显著缩短、创伤更小，同时达到最大精确度，而且对操作者本身也大大减轻了工作负担。值得一提的是，与传统金属框架相比，3D打印使用的现代塑料不仅轻得多，而且作为一次性产品，还能实现几何结构更复杂、同时成本更低的设计。
![迪尔克·温克勒教授(前景)正在进行深部脑刺激手术，使用了3D打印的立体定向框架。]
© 莱比锡大学医院；照片：Rico Thumser
然而，医疗3D打印在UKL也开辟了其他应用领域的个性化解决方案，从而带来全新的可能性：例如，骨科和外科除了在肿瘤手术治疗中受益外，在四肢或关节损伤治疗中也获益良多："通过使用1:1比例的3D模型，可以制造出精确适应个体缺陷的植入物。与标准模型相比，基于3D扫描制造的矫形器和假肢具有明显更好的舒适度和贴合度，"温克勒教授描述了这些优势。
对于复杂脑部手术的规划和实施，医疗3D打印也是一个重大进步："患者特异性模型和模板大大提高了肿瘤切除和动脉瘤等血管畸形治疗的安全性和精确度，"这位神经外科专家表示。例如，早在几年前，UKL血管外科就首次在全球范围内使用了3D打印机制造的个性化塑料模型，帮助血管医学专家治疗所谓的主动脉瘤——这是一种危及生命的大动脉膨出，从而甚至挽救了患者的生命。基于计算机断层扫描(CT)数据的3D打印机血管个性化模型有助于制造和植入精确匹配的假体以稳定主动脉。假体像模板一样安装在这个模型上，并精确适应血管分支。动脉瘤手术的成功率因此显著提高——特别是对于没有其他选择的高风险患者。
外科医生可以利用3D模型逼真地模拟和练习关键手术步骤。这降低了手术过程中健康组织、神经和细小血管受损的风险。在脑部手术中，通过详细准备，手术过程中大脑暴露的时间减少，从而减轻了患者的负担。此外，三维彩色模型还帮助患者和家属更好地理解诊断结果和计划的手术。
近年来越来越重要的另一个应用领域是医疗头盔护理。它越来越多地用于治疗婴儿颅骨畸形或作为颅骨切除术(打开颅骨)后的保护头盔。患者头部通过3D扫描仪进行数字化、无接触采集。随后，软件模型计算出理想的头盔形状，以温和地引导颅骨向正确方向生长，或精确地保护敏感区域。在大多数情况下，使用生物相容性塑料。因此，打印的头盔比传统制造的模型明显更轻、更透气、更卫生。
如今，LEGEND以及莱比锡大学医院与乌得勒支和巴黎的机构一起，成为欧洲少数几个深入研究空间计算在医学中应用的中心之一。在这里，外科医生通过特殊的数据眼镜和耳机，将高分辨率扫描、生命体征、诊断结果以及其他相关患者数据直接投射到视野中。"通过用户的眼球运动获取信息并同时自主用手进行手术，这种技术大大提高了手术中的精确定位。此外，还可以逼真地虚拟模拟手术，"Ronny Grunert博士描述了空间计算的优势。"我特别感谢医学主管Christoph Josten教授和Erdem Güresir教授，他们特别致力于在UKL引入这项未来技术。特别是Güresir教授，他成功地将这项技术引入日常培训和患者护理中。'数据眼镜的成功故事主要由Grunert博士领导的开发团队撰写'，"温克勒教授强调。
然而，在空间计算应用于常规患者护理之前，还需要一些时间。在此之前，还需要根据医疗器械法进行更多广泛的认证步骤，其中包括测试硬件和软件的可靠性。因为在这一领域，患者安全也绝对放在首位。
来源： 莱比锡大学医院
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