3D打印技术在泌尿外科临床教学中应用的展望精品文档6

1、3D打印技术在泌尿外科临床教学中应用的展望医学生的临床见习及实习是医学教育过程中非常重要的一个环节，是从理论过渡到临床的必要步骤。目前我们的见、实习模式是老师为主体的带教模式，通过理论阐述，床旁讲解，结合影像学的资料的学习从而对某种疾病的诊治有了初步认识。泌尿外科疾病诸如泌尿系结石、肿瘤、外伤、先天性畸形等大多数疾病可以通过影像学方面的检查得以诊断，因此通过影像学资料是学习泌尿外科疾病非常重要的方法。目前，随着 CTCT 核磁共振的检查手段进步，例如三维重建、血管成像等技术的出现，可以让我们对某些疾病得到比较直观的认识，从而制定出正确的治疗方案。但是，以上所述的方法得出的都还是储存在电脑里的虚

2、拟的影像，还是可视不可触的东西。如果我们能将那些虚拟的影像转换成实实在在的东西，放在眼前，拿在手里，那将对我们的教学方法是一个很大的改进。这种方法应该能够使学生对疾病的认识更加深刻。那如何将虚拟的影像转换成实体呢？近年来蓬勃发展的 3D3D 打印技术可以为我们提供这样技术保障。一、什么是 3D3D 打印技术3D3D 打印是快速成型技术的一种。它以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。与传统制造业不同，它不需要通过模具、车铳等机械加工方式对原材料进行定型、切

3、削以最终生产成品，3D3D 打印大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的一是打印过程。即先通过计算机建模软件创建模型，再将建成的三维模型逐层的截面，即切片，通过 3D3D 打印机逐层打印出立体模型。目前，3D3D 打印技术已经应用到许多学科领域，工程师和工业设计师利用 3D3D 打印将设计方案转换为原型并测试；考古学家和博物馆的技师利用 3D3D 打印制作珍贵文物的复制品，并在此基础上开展研究，这样的创新应用正不断进入大众的视野。二、在教育领域的应用3D3D 打印技术的迅猛发展及普及也引起了教育工作

4、者的关注。地平线报告是美国新媒体联盟与美国高校教育信息化协会合作发布的教育领域最有普及潜力的新技术报告。20132013 年版的地平线报告将 3D3D 打印技术应用列入未来五年内影响高等教育的六大技术之一，这些新技术对于我们生活中的沟通交流、获取信息、社会交往、日常学习等方面正在产生重大而深远的影响。该报告还对 3D3D 打印作了较为详细的介绍，报告的编纂者认为,该技术将会在 2-32-3 年内普及。国内已经有众多学者对 3 3D D技术在教育领域的应用做出了展望2o2o 并有学者已经将三维打印技术应用在实训教学中。童宇阳探索 3D3D 打印技术在中小学教学中的应用，并指出 3D3D 打印技术

5、作为第三次工业革命的重要标志之一，未来 4-54-5 年必将普遍走进中小学课堂，必将对现有教学产生深刻的影响和变革。兀旦晖等探讨了 3D3D 打印技术在中学、普通高校和军事院校教学中的应用，重点对 3D3D 打印在普通高校中的教学进行研究，分析了 3D3D 打印技术开设的专业、内容，对 3D3D打印技术的推广起到了很大的作用，促进教学手段的多样化。李青等介绍了 3D3D 打印在各学科教学中的创造性应用，并列举了三个典型案例加以剖析；进一步分析了其在学习环境中的角色、主要应用模式和创新性用法；并讨论了目前 3D3D 打印应用于教学的前景、优势和不足。零件，使生产制造更为简洁3D3D 打印基本上分

6、二大部分：一是模型设计,三、3D3D 打印技术在医学领域的应用随着 3D3D 打印技术的进步和影像医学的发展，3D3D 打印技术已经应用于骨科、整形外科、口腔外科、神经外科、泌尿外科等临床学科。HursonHurson 等采用 3D3D 打印技术制备髓臼骨折患者的骨折模型，手术之前在体外进行骨折分类，对完善术前计划非常有帮助。同时这些骨折模型还可以用于教学和专业培训 I I。葛宏伟等对1010 例拟行腹腔镜下肾部分切除术的肾脏肿瘤患者的肾脏进行 3D3D 打印。通过与术中、术后肿瘤的实际情况进行对比，认为 3D3D 打印模型能够很好的显示肿瘤与肾脏的关系。同时，利用打印的模型还可以有效帮助医生

7、进行手术规划，还可以用作与患者交流的工具，使医患沟通变得顺畅。HockadayHockaday 等通过生物 3D3D 打印技术制作出主动脉瓣的构架，为组织工程细胞的移植提供了载体。有望今后用于临床解决严重危害人类健康的瓣膜疾病，造福于人类。四、3D3D 打印技术在泌尿外科临床教学中应用的展望1 1 . .建立个体化模型在泌尿外科临床教学中使用医学模型进行讲解，可以让学生更加直观、深刻的理解该疾病。但是，那些模型都是预成型的，非个体化的，仿真度不高。使用 3D3D 打印技术，可根据不同的病例，即时制作出相应的疾病模型。以肾结石患者为例，我们可以通过高分辨 CTCT 扫描获取患者的肾脏及结石的数据

8、，经软件处理数据后形成 3D3D 图形，传输至 3D3D 打印机，然后选择合适的材料后打印出成品。所得出的仿真品可以直观、逼真的显示出肾脏外部及内部的结构特点，肾盏积水的情况，肾结石与肾盂、肾盏之间的关系。针对不同的病例，我们可以打印出不同的仿真品，从而做到个体化。这样学生就能够更深刻的认识肾结石疾病的特点。2 2 . .进行手术预演泌尿外科疾病的治疗以手术治疗为主，因此，了解手术的过程是学生全面认识泌尿外科疾病的重要环节。但是，实际上学生并未能在见习期直接接触手术操作，因此，他们对手术的理解都是抽象的、不深刻的，从而对疾病的认识也不够全面。再以肾结石为例，复杂性肾结石是目前结石治疗中的难点。

9、由于结石负荷重，肾脏解剖复杂，患者结石往往无法取尽。如何让没有接触过手术的医学生理解此种现象，我们可以使用预制的肾结石患者的 3D3D 模型，在体外模拟碎石取石过程，使其身入其境，能够较深刻的理解该手术的难度。 对于一些比较复杂的肾脏肿瘤病例， 我们可以打印出 3D3D 模型，能够非常直观的显示肿瘤与肾脏、肿瘤与周围脏器如：肝脏、脾脏、结肠、十二指肠、腹腔内动静脉关系，还可以直观的显示肾脏肿瘤血管供应情况。借助此模型，我们和学生可以在体外模拟肾肿瘤手术过程，这样，学生能够非常深刻的理解此类手术所注意的方方面面。五、3D3D 打印技术的局限性1 1 . .成本较高由于 3D3D 打印技术是在最近

10、几年才蓬勃发展起来的，尚未普遍。因此，软硬件环境配备价格高昂，无论精确的 3D3D 打印机还是专业的三维建模软件价格都较高。这样的话很难满足教学单位的自给自足，目前最好是与 3D3D 打印公司进行合作。2 2 . .打印材料的局限现在粉末材料能加工成零件的主要是塑料、树脂、陶瓷、金属等，比较有限，而陶瓷、金属加工所需温度非常高，目前技术并不成熟。完全模拟人体器官组织的柔性材料目前还不能做到，因此只能从外观接近，质感上还存在着偏差。3 3 . .制造速度如果新研发一个新产品，单件小批量生产，用“3D3D 打印”肯定比传统开模具生产要快，但如果批量生产，“3D3D 打印”速度要慢得多，“这和普通打印一样，打印几张纸用打印机很快，但如果印书，到印刷厂做成模板再印，快得多。4 4 . .最后是性能业内人士坦言，由于“3D3D 打印”采用层层叠加工艺，层和层之间的粘结再紧密，也无法和传统模具整体浇铸的零件相媲美；同时，每一层的厚度再薄，也是一层一个坎，外表面仍需打磨才能满足精度要求。六、总结虽然 3D3D 打印技术还存在着某些缺陷，但是，随着 3D3D 打印技术的飞速发展，那些缺陷一定