? ? ?2015年墨爾本莫納斯大學(xué)的解剖學(xué)和發(fā)育生物學(xué)院，人體解剖學(xué)教育中心附設(shè)的3D創(chuàng)新設(shè)計工作室與德國解剖學(xué)模型提供商Erler-Zimmer的合作引起了轟動。通過這次合作，推出了一套解剖學(xué)上精確的全彩3D打印模型，為整個醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的學(xué)生教育開辟了新天地。

? ? ?在人體解剖學(xué)教育中，至今為止的標(biāo)準(zhǔn)是“捐獻(xiàn)(解剖用的人體本身)”，但這種傳統(tǒng)的教育方法不僅難以籌措，還伴隨著倫理、成本等諸多問題。雖然對捐贈者進(jìn)行防腐處理可以延長其使用壽命，但人體組織的自然顏色和質(zhì)地被改變，其醫(yī)療價值也會降低。

?? ? 從教學(xué)的一致性來看，每個捐贈者都是獨特的，這意味著每批學(xué)生看到和學(xué)到的解剖學(xué)知識都略有不同。罕見的疾病也會因為缺乏檢查具體病癥機會而難以研究。莫納什大學(xué)利用Mimaki全彩3d打印技術(shù)，解決了捐贈者解剖學(xué)特征略有不同的問題。制作出了解剖學(xué)上所需的高精度人體模型。

? ?面對的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

? ? 第一批模型是使用粉末床噴墨3D打印制作的，其中粘合劑和彩色顏料沉積在粉末床上(通常充滿石膏)，以構(gòu)建3D模型?；诜勰?D打印工藝創(chuàng)建的模型易碎，色彩還原度差，需要大量的后處理來提高強度。這使得整個過程比預(yù)想要耗費更多的時間，而且成品模型缺乏真實感和耐用性。因此，莫納什大學(xué)團(tuán)隊希望轉(zhuǎn)向更準(zhǔn)確的顏色展示和忠實再現(xiàn)解剖學(xué)所需的人體組織的各種紋理模型。

?? ? 從教育的角度來看，部分的假著色通常是一個很好的策略。教科書中“靜脈是藍(lán)色的，動脈是紅色的”的標(biāo)準(zhǔn)被應(yīng)用到解剖學(xué)3D模型上，是醫(yī)學(xué)生第一次在三維空間中準(zhǔn)確可視化解剖學(xué)的方法。?然而，該團(tuán)隊還希望不僅在幾何形狀方面而且在著色方面更接近他們所代表的系統(tǒng)真實性。對于病理學(xué)等學(xué)科，顏色是一種基本的診斷工具，任何教育都需要準(zhǔn)確再現(xiàn)。

?? ? 用戶對第一批模型的反饋：粉末3D模型很脆弱，特別是在真實的教育環(huán)境中使用時，學(xué)生們不斷地處理和檢查它們。由于打印平臺尺寸有限，創(chuàng)建一個解剖模型需要多達(dá)11個獨立的3D打印部件。這些部件被粘在一起，這既耗時又進(jìn)一步影響模型強度，導(dǎo)致在使用和運輸過程中容易破損。

?? ? 此外石膏部件也很重，大型部件必須設(shè)計成中空的形狀，并有一個出口用于抽取里面的粉末。該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，要設(shè)計一個足夠堅固的中空結(jié)構(gòu)，并排出中空結(jié)構(gòu)內(nèi)的剩余粉末，是非常困難的。因此，莫納什大學(xué)的研究團(tuán)隊尋求并探索石膏法的替代技術(shù)，由于材料成本高，顏色再現(xiàn)能力差，使得沒有合適的解決方案，直到他們看到Mimaki 3DUJ-553的演示，情況就發(fā)生了改變。

? ?讓解剖學(xué)模型栩栩如生

?? ?在嘗試了多種替代方案后，該團(tuán)隊受邀在悉尼參觀了Mimaki 3DUJ-553全彩3D打印機，團(tuán)隊首先被其準(zhǔn)確的色彩再現(xiàn)所打動。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，直接完成的3D打印部件更堅固、更具觸感，模型精細(xì)而不影響較小特征可見度。

? ? Mimaki 3DUJ-553全彩3D打印機實現(xiàn)超過1000萬種顏色的能力使團(tuán)隊能夠創(chuàng)建具有高度視覺真實感的模型。通過將CT掃描的3D數(shù)據(jù)與全彩3D表面數(shù)據(jù)相結(jié)合，莫納什大學(xué)的研究團(tuán)隊可以重建健康和疾病狀態(tài)下解剖學(xué)上的準(zhǔn)確人體組織模型。?

??? ?使用透明材料打印顯示內(nèi)部結(jié)構(gòu)的3D人體模型，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候有著更接近于真正的人類患者的體驗。神經(jīng)和血管等精細(xì)結(jié)構(gòu)可以用透明材料支撐和保護(hù)，而不會影響可見性。減少了處理過程中斷裂的問題，并提高了模型在教學(xué)環(huán)境中的耐用性。Mimaki 3DUJ-553的打印平臺尺寸為 500 x 500 x 300mm，可以使大型模型一體輸出，多個小的模型可以通過排版進(jìn)行批量打印，發(fā)揮更高的生產(chǎn)效率。

? ?改善教學(xué)機會

?? ?Mimaki全彩打印技術(shù)使莫納什大學(xué)團(tuán)隊能夠創(chuàng)建兩個新系列的逼真解剖模型，這是傳統(tǒng)3D打印技術(shù)無法實現(xiàn)的。??

? ? 代表罕見病癥模型，在顏色和幾何形狀同等重要情況下，現(xiàn)在能夠被制作出來，這大大地增加了教學(xué)機會。有效的解決了因為宗教原因禁止使用人體進(jìn)行解剖，或用于確認(rèn)罕見疾病的真實人體供應(yīng)不足等問題。由于打印機的打印尺寸較大，以前11個部分粘在一起的模型現(xiàn)在被制作成兩個部分，更容易連接。消除了連接線，進(jìn)一步提高了模型的觸感和強度。

?? ?精確3D打印技術(shù)和堅固的材料，可以設(shè)計出薄至3毫米的空心模型。既保證了模型足夠堅固，重量輕到可以隨身攜帶，手感和重量也是恰到好處。高質(zhì)量模型吸引了整個大學(xué)校園和澳大利亞各機構(gòu)的關(guān)注，使得3D創(chuàng)新和設(shè)計工作室團(tuán)隊與許多學(xué)術(shù)機構(gòu)、臨床團(tuán)體以及商業(yè)伙伴達(dá)成合作，使用Mimaki 3D打印機打印全彩模型。

? ?對大學(xué)內(nèi)外的影響

?? ? 人體解剖學(xué)教育中心3D創(chuàng)新與設(shè)計工作室主任Justin W Adams副教授解釋說：“因為我們有外部商業(yè)合作關(guān)系以及內(nèi)部的研究責(zé)任，我們必須更加注重成本并為商業(yè)用戶提供價值。正因為如此，我們對3D打印機投資回報率的相關(guān)計算比純粹的研究業(yè)務(wù)更為嚴(yán)格。但是，mimaki 3DUJ-553的質(zhì)量性能與打印尺寸和可靠性幫助滿足了我們諸多要求。”

???? ?莫納什大學(xué)技術(shù)官Michelle Quayle評論說：“由于Mimaki全彩3D打印機，我們看到內(nèi)部學(xué)習(xí)興趣有所增加。例如考古部門想要一個全彩打印的希臘碗，古生物學(xué)家要求一些全彩的作品表面掃描進(jìn)行復(fù)制。不使用彩色掃描儀：例如在工程學(xué)科中，更喜歡單一顏色全彩打印。這實際上取決于他們用來創(chuàng)建模型的技術(shù)和流程，但是我們現(xiàn)在有了更多的選擇?！?/p>

?? ?Adams副教授接著解釋道：“我們希望看到使用Mimaki技術(shù)的外科培訓(xùn)和外科模擬領(lǐng)域的增長。一旦外科醫(yī)生接受過特定手術(shù)的培訓(xùn)和技能，尤其是那些更罕見或更復(fù)雜的手術(shù)，他們只能通過出現(xiàn)這個手術(shù)再進(jìn)行手術(shù)來保持這種技能。與此同時，下一代外科醫(yī)生仍然需要臨床實踐，以確保他們擁有適當(dāng)?shù)募寄芎团嘤?xùn)來接替這一代外科醫(yī)生。因此，存在培訓(xùn)危機，在澳大利亞培訓(xùn)一名外科醫(yī)生需要花費一百萬美元，這不是薪水只是與他們培訓(xùn)相關(guān)的費用。使用高度準(zhǔn)確的3D打印模型來培訓(xùn)外科醫(yī)生，可以幫助確保學(xué)習(xí)不受病例數(shù)量或特定病癥的限制?！??

? ?醫(yī)學(xué)教育開辟新天地

?? ?Mimaki全彩3D打印技術(shù)的卓越品質(zhì)實現(xiàn)了教育解剖學(xué)模型所需真實顏色和超逼真的細(xì)節(jié)呈現(xiàn)，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候有著更接近于真正的人類患者的體驗。全彩3D打印高精度的模型不僅能幫助外科醫(yī)生解決培訓(xùn)的問題，不受特定病癥的限制，而且擴展了教學(xué)、教育和醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的廣泛應(yīng)用。上海錦廷科技針對3D全彩打印醫(yī)療模型有完整的一套數(shù)據(jù)分析及個性化解決方案，有需要可隨時咨詢。