3D打印技术在肾脏内窥镜模拟练习应用

3D打印技术在肾脏内窥镜模拟练习应用

黑龙江省科学院自动化研究所

 案例整理:刘哲群

联系电话：15846626084

邮箱：cruise_lzq@163.com

应用背景：人体肾脏内部肾盏结构个体差异大，肾盏数量及机构分布的复杂性给医生使用泌尿软镜带来了较大的困难，医生能够高效准确的找到肾盏中结石，直接影响着整体手术的效果，特别对于复杂的肾脏，能在术前进行模拟练习是十分稳妥有必要的。而高仿真的个性化模型对于新手医生在软镜使用操作上有着更为重要的价值和意义，对于不同的肾脏结构，熟悉软镜使用的流程，从而术外丰富使用经验。

设计制作流程：

1、获取患者肾脏的CT数据

2、CT数据三维模型转换

3、使用Zbrush、Geomagic stuido、Geomagic Design Direct 等多种软件完成模型、模具的设计

4、3D打印

5、高仿真模型制作

1）CT 数据

2）三维模型数据

双肾盂结构

大肾盂结构

多展结构

通过以上三种类型肾脏内部结构展示进一步说明了人体肾脏结构的个体性差异大，因此给医生观察结石、碎石、清理结石带来很大的麻烦。因为CT 数据的分辨率低，因此由CT数据转化的模型需进步一优化处理，得到可以打印做模型的优化后的模型。

根据实际的加工需求和打印情况，还需进一步进行模型分块，以确保内部没有打印支撑余料的残留。

3）模具设计 基于外肾表面数据进行硅胶灌注模具的设计，并通过3D打印实现模具的制造

4）模型制作

通过计算机模拟装配，设计装配结构，使用人体硅胶进行灌注，最终获得高仿真的模型教具

5）操作练习，医生基于配套的模拟软件与仿真模型进行同步实际操作练习软镜的使用，增加其使用经验，达到培训的目的。

总结：基于3D打印技术可以快速实现个性化小批量的模型制作，满足了医疗行业个性化实体病例库的需求，从而取代尸体模型，以更加低成本、可操作化的模型库实现病例调取和培训练习的目的。