在醫(yī)療保健領(lǐng)域,3D打印技術(shù)應(yīng)用開始愈發(fā)普及,從手術(shù)解剖模型到醫(yī)療植入物都開始通過該技術(shù)實現(xiàn)醫(yī)療上的創(chuàng)新。不過,醫(yī)學(xué)模型的制造精度如何滿足用戶需求,成為醫(yī)療3D打印的痛點之一。近期來自美國各大學(xué)的7名研究人員組成的團隊進行了一項評估3D打印醫(yī)學(xué)模型的準(zhǔn)確性研究,為3D打印在醫(yī)療機構(gòu)中的應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)。
研究小組為全面研究打印了七個不同的3D打印模型
在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用中,醫(yī)學(xué)模型的3D打印是最先進的。當(dāng)與3D掃描和X射線技術(shù)結(jié)合使用時,這些工具可以成為患者護理中非常重要的部分,并且可以作為尸體的替代方法。3D打印的醫(yī)學(xué)模型通過提供一種了解組織和器官之間的空間和解剖關(guān)系的視覺方法,使外科醫(yī)生可以更好地為即將到來的治療和手術(shù)做準(zhǔn)備。
不過,就臨床可接受的測量精度而言,尚無公認的標(biāo)準(zhǔn),但假定1mm以下的尺寸精度已足夠。如果這些3D打印模型中存在缺陷和精確度不正確,則可能導(dǎo)致治療計劃不佳,可能使患者受到傷害。因此,仍然需要了解某些參數(shù)(例如所使用的材料,模型的幾何形狀以及構(gòu)建的方向)如何影響模型的準(zhǔn)確性。
該研究團隊首先在3種樹脂(Elastic,Clear和Gray Pro)中3D打印7種不同模型(6種解剖模型和1個參考立方體)。解剖模型旨在涵蓋幾種常見病理,包括神經(jīng),心血管,腹部和肌肉骨骼。
當(dāng)需要測量模型的準(zhǔn)確性時,該團隊圍繞每種病理情況創(chuàng)建了兩個可靠的測量平臺,并非常簡單地使用了高精度數(shù)字千分尺。將這些測量結(jié)果與相應(yīng)3D文件的設(shè)計尺寸進行了比較。
打印測量模型的Formlabs Form 3B 3D打印機
結(jié)果來看,所有模型的最大絕對誤差均小于1mm,平均絕對誤差約為0.25mm。有趣的是,空心模型的精確度明顯低于實體模型,而彈性模型的精確度卻低于剛性模型。雖然在0.1mm和0.05mm的層高設(shè)置之間準(zhǔn)確性沒有差異,但是在構(gòu)建室內(nèi)水平放置(較短)的醫(yī)學(xué)模型的準(zhǔn)確性低于垂直放置(較高的z高度)的醫(yī)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。
許多結(jié)果可歸因于倒置桌面SLA 3D打印的物理特性,特別是與零件從大桶底部剝離引起的力有關(guān)。盡管如此,F(xiàn)ormlabs Form 3B的尺寸精度在1mm范圍內(nèi),對于醫(yī)學(xué)模型的3D打印而言,只要零件是實心的并且由剛性樹脂制成,就可以確定為足夠準(zhǔn)確。
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