68、增材制造技术在医疗领域的应用与挑战

增材制造技术在医疗领域的应用与挑战

1. 增材制造在医疗领域的基础背景

在医疗领域，不同成像平台的出现促使了信息交换标准的诞生，例如美国国家电气制造商协会制定的 DICOM 标准。该标准允许用户通过各种不同的软件查看来自不同成像平台的患者数据。最初，3D 医学成像数据仅用于成像和诊断目的，但很快就应用到了 CAD/CAM 系统中。由于输入数据形式复杂且具有生物特性，增材制造（AM）技术成为实现这些模型的最有效手段。患者产生的医疗数据本质上是独一无二的，而 AM 提供的自动化生产方式使其成为利用患者数据制造产品的理想途径。

2. 增材制造在医疗领域的应用分类

2.1 手术和诊断辅助工具

AM 用于诊断可能是其最早的医疗应用。外科医生不仅需要具备专业技术，还需有艺术家般的操作感。由于许多手术操作在人体内部进行，触觉和视觉在手术过程中同样重要。因此，能从各个角度观察且可触摸的模型对他们非常有用。
- 团队协作与患者沟通 ：外科医生在手术期间与医生、护士协作，术前与医疗技术人员合作。他们使用模型来理解复杂的手术程序，并与团队成员进行沟通。复杂手术还需要患者的理解和配合，模型也有助于这一过程。
- 节省手术时间 ：AM 模型有助于减少复杂手术的时间，让外科医生提前更好地规划，并在手术过程中更好地了解情况。为此，机器供应商开发了可对部件进行消毒的材料，使模型能在无菌状态下进入手术室。
- 不同组织模型的应用 ：大多数骨组织模型基于 CT 数据制作，而 MRI 数据更常用于软组织成像，包括复杂血管模型。骨模型易于制作和解读，