三维打印技术在乳腺癌患者化治疗中的应用科普

       近些年来，三维打印技术已在军事、工业、科技等各领域发挥重要作用。同时，三维打印技术以其高精度、高效率、低成本等优点，被广泛应用于医学领域。在乳腺癌的治疗中，术前三维打印技术可以帮助医生更加准确地反应肿瘤病变的三维立体结构，医生可以制作出患者乳腺的三维，模型对临床医生的诊断、手术方案选择有较大帮助，可较少手术操作时间，增加手术的安全性，对于保乳患者，可以更加准确地进行肿瘤边界的切除，降低肿瘤复发率；对于乳房重建患者，可打印出重建实物模型，帮助医生进行术前模拟，将手术风险降低，提高。因此，术前三维打印技术在乳腺癌治疗中具有广阔的应用前景。我们将对其的原理、技术及 应用进行详细阐述。
       一、 术前三维打印技术的原理和技术路线
       1. 三维打印技术的原理
       三维打印技术是一种将数字模型转化为实体物体的制造技术，它的核心原理是根据数字模型的几何形态，通过逐层堆叠、加工、熔合等方法，将材料一层一层地叠加成为实体物体。三维打印技术主要包括以下三个步骤：首先利用计算机辅助设计软件（CAD）建立数字模型，然后利用切片软件将数字模型分解为多个水平薄片，最后通过三维打印机将材料逐层叠加成为实体物体。
       2. 术前三维打印技术的技术路线
       术前三维打印技术主要包括以下几个步骤：首先根据患者的影像学数据，如CT、MRI等，生成患者的三维影像模型；然后将三维影像模型输入到三维打印机中，利用三维打印机将患者的乳腺模型逐层打印出来；最后，医生根据患者的具体情况，制定个性化的治疗方案。
       3. 术前三维打印技术的优点和局限性
       术前三维打印技术具有以下优点：
       a. 高精度：三维打印技术可以实现微米级别的精度，可以准确地重现患者的乳腺模型。
       b. 个性化：术前三维打印技术可以根据患者的具体情况，制定个性化的治疗方案，提高治疗效果和患者的生活质量。
       c. 安全性：术前三维打印技术可以在手术前模拟手术过程，减少手术的风险和并发症发生的概率。
       术前三维打印技术的局限性主要包括以下几个方面：
       a. 成本高：三维打印设备的价格较高，加上耗材和人工成本，使得术前三维打印技术的成本较高。
       b. 时间长：三维打印需要时间，从患者的影像学数据到制作出完整的乳腺模型需要数小时到数天的时间。
       c. 限制性：三维打印技术对于某些复杂的形状和细小的结构可能无法完全打印出来，从而影响治疗效果。
       二. 乳腺癌患者术前三维打印技术在个体化治疗中的应用
       针对乳腺癌患者，术前扫描患者双侧乳房及患侧肿瘤的数据、结合CT、MRI数据输入计算机， 1：1模拟生成患者的三维影像模型及肿瘤形态，清晰显示肿瘤与周围组织的毗邻关系，医生针对模型对手术方式进行设计，同时与患者沟通制定手术方式，并且可在模型上进行手术预演，制定个性化的治疗方案。在保乳患者中，可精准缺损病灶容量体积及形态，计算切除范围，同时对保乳切缘进行评估，获得更精准的切缘阴性率，以满足对称的乳房外观。针对乳腺癌一期重建患者，可精确评估植入假体的规格大小，使重建乳房获得与对侧乳房最大的对称性。在腹壁下动脉穿支皮瓣（DIEP）乳房一期重建患者中，术前通过CT影像资料重建腹壁三维图像，明确患者腹壁各穿支的来源、走向，管径大小，各穿支间是否还存在交通支等情况。随后，通过3D打印技术，打印出来1:1的体外模型及腹壁术区血管网络系统，术者可以根据体外模型选择保留最为合适的穿支以确保皮瓣的血供，术前只需将各穿支标记于患者腹壁术区，大大缩短了术中血管探查的时间。术中，进行乳房塑形时，结合3D打印的模型，更便于根据东方女性胸型特点及患者健侧乳房的悬垂程度，利用悬吊技术固定皮瓣，使重建的乳房获得与对侧乳房最大的对称性。
       三、术前三维打印技术的应用前景和发展方向
       术前三维打印技术在医学领域的应用前景广阔，特别是在个体化治疗方面具有很大的潜力。未来，该技术可以应用于更多的疾病治疗中，如心脏病、头颈部肿瘤、骨科手术等。同时，随着技术的不断发展和完善，术前三维打印技术还可以与其他技术相结合，实现更为精准的个体化治疗。例如，结合人工智能技术，可以更快速地进行数据分析和模拟，提高治疗效果和手术效率。总之，术前三维打印技术是未来医学发展的重要方向之一，有望为更多患者带来更为精准和个性化的治疗方案。