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　　我們都聽說過“熟能生巧”這個說法，它或許更是一種規律，在很多強調技藝的領域里都適用，包括外科手術。于事關患者的生命福祉，外科醫生通常要經過漫長的學校學習、住院醫生等歷程才能夠獨立進行手術。在這段時間里，據卡內基梅隆大學（CMU）生物醫學工程系講座教授Boyle Cheng說，培養的年輕外科醫生的最重要途徑之一就是實踐。例如，在醫學領域中神經外科的實習期是最長的，該長達七年的實習中間有很大一部分是花在通過持續和反復的實踐來練習各種技能上了。這種實踐培訓通常意味著要在尸體上進行，但是這些尸體往往很少而且昂貴，難以儲藏。要么，學生將不得不犧牲一些人體組織的真實感而在泡沫模型上進行練習。

　　“這對于任何一個醫科學生來說都是很重要的。”Cheng強調說，“作為一名學生需要盡可能多地進行模擬，而這個模擬越接近現實，學生就會更加接近那種實際給病人做手術的感覺。”

　　這也是工程教授Kenji Shimada和他的團隊的研究出發點。目前，Shimada教授和他的團隊正在將機械設計、醫療設備和生物醫學應用結合在一起，創造出一種針對外科醫生的新型實踐培訓模型。Cheng和Shimada這兩位教授最近正在這一研究項目上進行合作。

　　這些模型，被稱為醫學影像模型（medical phantom model），是將堅硬如骨的材料與模仿人體組織的軟凝膠結合在一起3D打印出來的。這兩種不同材料的結合主要是針對骨科手術訓練，并為學生們打造一種外科培訓工具。“人體的復雜程度難以想象的：骨骼中有珊瑚狀的3D內部結構，而且它們被一層層的膜、韌帶、肌腱、肌肉所包圍。但是要訓練骨外科醫生的話，我們認為關鍵在于那種帶有內部結構的骨骼以及它周圍柔軟的材料。”Shimada說：“好奇心讓我們想把這個模型制作得盡量準確、盡量接近真實的東西。但作為工程師，我們想要確定一個解剖組件的最小集合來將其作為一種培訓工具。

　　為此，Shimada和他的團隊使用3D打印技術來創建骨骼模型，這使他們能夠直接根據病人的CT掃描結果來打造出具體模型。使用這種技術可以讓他們首先在外科培訓的一個特定領域中磨練，這個領域就是馬蹄內翻足（或足內翻）矯正手術。此項題目為《一種針對馬蹄內翻足矯正手術的具體病人靈活3D打印骨科模型的訓練和教學（A Patient-Specific Flexible 3D Printed Orthopedic Model for Training and Teaching of Clubfoot Correction Surgery）》的研究，最近作為封面文章被發表在了《3D Printing and Additive Manufacturing》雜志上。

　　據了解，根據美國矯形外科醫生學會的數據，僅在美國，每年就會有千分之一的嬰兒患有天生馬蹄內翻足。而在許多發展中國家，這個數字更高。如果不進行及時治療的話，具有此種先天缺陷的兒童將不能正常行走。

　　“專注于馬蹄內翻足似乎范圍比較小，但是對于患有這一出生缺陷的兒童來說，卻是可以真正提高他們生活質量的真正需求。”參與了該項目的博士生Ying Ying Wu說，她還為馬蹄內翻足開發了微創矯正醫療設備。

　　除此之外，Shimada和他的團隊目前也正在開發3D打印醫學影像模型的其它幾個應用，并希望能在不久的將來與當地的一個外科住院醫生項目合作。另外，研究人員也正致力于新的項目以繼續優化該培訓工具，包括使用不同內部結構的骨狀物質，以更好地模仿在手術過程中鉆骨的觸感等。