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德州研究人员开展3D打印机支架使用的研究并取得成功

      3D打印机技术在医疗方面的应用是非常显著的。近期,德克萨斯州的研究人员进行了一项关于3D打印机支架使用的研究,概述了他们在使用3D扫描仪3D打印机为头颈部放射治疗创建定制的口腔支架。

 

      现如今,口腔放射支架比放射疗法更受欢迎。因为口腔放射支架有助于患者避免严重的问题,如毒性和放射性口腔粘膜炎(RIOM)。

 

      在这项研究中,研究人员比较了三个接受头部和颈部癌症放射治疗的病人和张口压舌支架。他们在用来自计算机断层扫描数据和转换成3D打印模型的3D扫描的模型进行处理时评估结果。

 

        这项研究的目标是为3D打印支架的制造创造一个新的工作流程。他们研究了三名年龄在35-66岁的患者(两名男性和一名女性)。其中两名患者患有口咽癌,一名患有副鼻窦癌。这三个人之前都接受过放射治疗,并被送往MD安德森癌症中心口腔肿瘤科制造张口压舌(MOTD)支架——所有这些都是由医学发展和协调委员会机构审查委员会批准的(方案2017-0269)。

 

      使用来自牙科实验室的铰接牙石模型,用于生产传统的放射支架。研究人员用这些扫描上颌和下颌模型电子扫描专业版。根据作者的说法,这些3D扫描支架“成功地适应了病人的牙齿”,而计算机断层扫描模型在复制牙齿方面并不那么精确。

 

             

        【数字支架设计的工作流程使用计算机断层扫描导出的STL文件(a–c)和三维扫描方法(d–f)。下颌在颞下颌关节(TMJ)旋转,以实现20毫米门牙间开口;获得牙齿的负面印象;最终完成的支架。】

 

        总的来说,研究人员指出3D扫描、计算机辅助设计和3D打印对生产效率有很大影响。与基于CT成像的方法相比,研究人员能够节省大量的时间和精力,在准确性、再现性和适用性等方面显示出“明显的优势”。然而,有几个限制,因为获取结石模型需要一些努力,同时必须依赖模型进行评估,而不是能够为患者安装支架并获得他们的反馈。

 

        “目前,我们正在进行一项临床试验,从时间、劳动和患者报告结果(PROs)方面全面评估建议工作流程的效率。我们还计划将我们的数字工作流程应用于其他支架设计,如舌头侧化、张口舌头抬高和嘴唇突出支架,这仅仅需要更换支架设计的数字组件,”研究人员总结道。

 

      “我们的结果证明了利用3D扫描技术克服与CT诊断成像相关的固有局限性的潜在优势。提议的工作流程可以方便地纳入放射肿瘤学实践,未来旨在评估定制3D打印支架临床效益的研究是有保证的。”

 

             

      【3D打印支架位于具有下腹部的患者的牙石模型上。电脑断层扫描分割支架的正面和侧面图。箭头指向支架不适合模型的区域。使用3D扫描方法制作的支架的前视图和侧视图。】 

                 

      【计算配准网格和基础网格之间的豪斯多夫距离,然后通过顶点质量进行颜色映射。a手动配准b使用国际比较方案算法自动配准。】

 

       3D打印医学模型在简化对病情严重的诊断和处理,未来,外科医生在这方面将会减少执行程序,加快病情的诊治。


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