得益于神经外科模拟设备的发展，越来越多的神经外科医师意识到拥有这样一个可练习平台的重要性。它不仅可消除尸体操作练习的诸多弊端、降低昂贵的成本，也同样可提升外科操作的熟练度。
虽然血管内治疗动脉瘤早已成为优先选择，但并不代表外科夹闭会过时。对于神经外科医师来说，精通介入和开颅，能为病人提供最优的治疗选择才是最好的。然而开颅夹闭手术量锐减这一现实，对年轻住院医师的锻炼并不是什么好事。
美国巴罗神经研究所的 Justin R. Ryan 等就为建立一个可模拟外科夹闭的动脉瘤医学模型费尽了心思：如何能让这个模型既包括逼真的颅骨，脑组织，又能包括形态多样化的动脉瘤呢？作者想到了 3D 打印及相关技术。那么模型具体是怎么做出来的呢？我们一起来看下这篇于 2016 年 4 月发表在 World Neurosurgy 上的文章。
血管模型
作者通过 Mimics 软件将 9 例动脉瘤患者 CTA 数据合成为计算模型并进行网格划分，重建出 9 个三维网格曲面，导入 Geomagic 软件，合成含有 9 例病人全部动脉瘤的单个 Willis 环计算模型（图 1）。3D 血管打印可打印出直径大于 1 mm 的分支血管，固脉络膜前动脉、Huebner 回返动脉、眼动脉及颞前动脉也被重建入模型。
图 1 A：计算机重建出含 9 个来自于不同病人动脉瘤的血管模型;B：即将进行 3D 打印的动脉瘤中空外壳
3D 打印的血管壁最小厚度可达 0.45 mm，同时为减少成本，血管结构被分为可更换部位（含动脉瘤的血管段）和核心部位（不含动脉瘤的血管段，无需短期内更换）。
接下来就是打印了，作者使用的是 Stratasys 公司生产的 Objet500 Connex 多材料打印机，材料是邵氏硬度 A27 的光致聚合物，并将其浸泡成红色。
大脑模型
作者将正常人头颅核磁共振影像导入 Mimics 软件并进行网格划分，获得表面网格后再导入 Geomagics 软件，并将其分为六部分：左额顶叶、右额顶叶、左颞叶和枕叶、右颞叶和枕叶、小脑和脑干。分段法制作大脑模型的目的是待模型制成后能更方便地更换动脉瘤部分。
作者使用 Stratasys 公司的 Dimension 1200es 3D 打印机，材料选用 ABS 树脂。打印完成后，应用二甲苯和丙酮溶剂去除了模型表面由打印产生的可见条纹。随后向特定部位注入硅胶及添加剂，待其固化后，最终制成大脑硅胶模型。
颅骨模型
建模方法同上，作者人为地添加了一横向的裂缝，以便更好的移除和放置脑组织和动脉瘤。打印机使用的型号为 zPrinter 650，材料为复合物，接近于人类的正常骨质。
图 2A、B: 3D 打印前的大脑及颅骨重建模型 (正常人)
这样，一个包括颅骨、脑组织和脑血管的完整模型就大功告成了。
评价与展望
14 名神经外科住院医师参与了该模型的评价，并对其形式和效果进行了反馈。模拟的过程包括眶颞或翼点开颅及动脉瘤夹闭。除了要填写简单问卷以外，还需要通过李克特量表进行评分，满分 5 分。结果显示评分均大于 4 分，介于 4.1 分至 4.6 分之间。
传统的模拟手术方法包括尸体操作，虚拟现实操作以及物理模型操作等。但 3D 打印完整头部模型的出现大大提升了手术练习的质量：1. 颅骨切除后，术者可观测手术视野及动脉瘤的深度；2. 可辨别动脉瘤的形态，决定手术方案；3. 辨认动脉瘤及载瘤动脉的关系。（图 3、图 4）
图 3 A: 3D 打印成功的颅骨模型内可见放置的大脑模型；B: 牵拉额颞叶后显露的 3D 打印左大脑中动脉瘤
图 4 A：一位神经外科住院医师正在钻孔；B: 应用动脉瘤夹的放大图像
在成本上，每次更换动脉瘤部位的花费仅 10 美元上下，而整个模型的成本预计在 1000 美元左右，相信还是非常有前景的。
但作为模型，还是有许多可以改进的地方，比如，若给血管加上血流，岂不是更逼真了一些呢？希望这篇文章能给年轻的脑外科医生一些启发。
