一、序言

3D 列印被普遍認可為是大力推進第二次產業革命的控制技術眾所周知。雖然它源于輕工業鍛造，但一已經開始就受科學界的高度關注。他們在上世紀90 二十世紀積極開展概念化眼科水晶體CAD/CAM控制技術科學研究中及時處理導入3D列印控制技術，并在2004 年贏得國家發明獎一等獎。

和輕工業3D列印不同，藥理學3D列印有其自身的控制技術體系。隨著今天這項控制技術在藥理學領域廣泛應用，很多關鍵控制技術被賦予了新的內容，并處于進一步發展之中。

二、藥理學影像生成、處理與三維重建控制技術

藥理學影像是藥理學3D列印的數據源。

上世紀90 二十世紀，各著名品牌藥理學影像設備輸出的數據格式很不統一，這給他們積極開展3D列印帶來很多困難，當時不得不科學研究與各種設備的接口軟件，以獲取影像設備輸出的數據。今天，所有影像設備都統一為DICOM格式，為3D列印的推廣應用帶來了很大的便利。

隨著3D 列印在藥理學中的推廣應用，很多涉及軟組織的外科領域也已經開始運用3D列印控制技術，這對圖像處理和建模控制技術提出了新的要求。如果骨骼周圍的血管在造影時添加了對比劑 ( Contrast Agent )，可贏得邊界清晰的圖像，它的建模工作和骨骼幾乎一樣方便。但是，軟組織的影像主要來自于MRI，它的處理比CT 數據困難。更重要的是，為了將有些軟組織在影像中清晰地顯現，必須對MRI設備進行專門的參數調整，這給臨床使用帶來很多麻煩。此外，有些軟組織的影像必須通過各種其他影像設備來獲取，這就涉及到多模圖像配準與融合控制技術，對于軟組織目前還是一個科學研究項目。因此，為滿足軟組織3D列印，他們須要和影像學專家合作積極開展如下控制技術攻關工作：

1. 清晰的影像數據獲取控制技術。首先須要將涉及肝、膽、脾、胰、腎，心臟和肺的影像生成控制技術進行系統地科學研究，針對不同的影像設備，提出最佳的調整參數，形成一套標準規范，使得后續工作贏得很好的影像數據條件。

3. 多模圖像配準和融合控制技術。由于軟組織藥理學影像常常來自多種影像設備，這是繞不過去的科學研究課題。

軟組織外科3D 列印要做到像眼科那樣快速方便尚有待時日。

三、人體目標組織3D模型列印與臨床應用控制技術

繼X 光、CT/MRI 發明后，3D列印模型是在臨床藥理學中具有第三個里程碑意義的控制技術。當前兩者提供的影像數據不能滿足醫生手術規劃需求時，今天可通過1:1 精準的列印模型直觀地觀察人體目標組織，從而做出診斷和手術規劃。

圖13D列印模型支撐小兒下肢嚴重畸形矯形手術案例

圖2 是上海復旦大學附屬兒科醫院2016 年連體嬰兒手術案例。通過3D 列印模型可以觀察到會陰部骨骼長合的狀態，從而做出精準的手術規劃和術前準備工作。

圖2 3D列印模型支撐連體嬰兒分離手術案例

中華藥理學會數字藥理學分會數字眼科學組將發表一個專家共識，列出建議用模型來指導手術規劃的適應癥，醫生可以參照積極開展有關工作。這里須要高度關注如下問題：

1. 模型的精度。根據他們用牛骨通過CT 拍攝和建模列印，最后得出結論：只要設備調整到位，模型和實物之間的誤差可以控制在0.2mm以下，完全滿足臨床需求。

2. 列印速度。他們堅信列印模型將成為醫院的常規控制技術，醫生讓患者去影像科列印模型，就像讓患者拍X 光或CT一樣，成為常態。這就需要列印的速度盡量快，做到醫生當天就能贏得模型和患者進行溝通。

3. 列印件的強度。如眼科，其框底骨組織厚度很薄，尺寸微小，有些列印工藝的模型強度不夠，造成局部缺失，影響醫生的診斷和手術規劃。一般來說選擇性激光燒結(SLS)、和光固化(SLA) 等控制技術列印的模型強度和細微度較高。

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