隨著生命科學、醫藥研發、小分子研究、虛擬仿真等領域的快速發展，數字醫學也已悄無聲息地漸行漸近。盡管目前數字醫學尚不成熟，但醫學的數字化還是勢不可擋的。終有一天，成為醫學的主流。

說到醫學的發展，不得不提增材制造（簡稱3D打印）。3D打印是以數字模型為基礎，將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術，在個性化定制、復雜結構部件制備等方面具有顯著優勢，正在對傳統制造工藝流程、工廠生產加工模式及整個制造業產業鏈產生重要影響，是制造業典型的顛覆性技術。

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3D醫療打印技術遇到的問題
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當前3D生物打印已跨過第一、第二階段，在醫療模型、診療器械、康復輔具、假肢、牙齒及人工關節等方面催生出了一個產業鏈雛形。

北美市場已有超過10萬個3D打印髖關節植入物的術后測評結果，已實現為每例患者進行量體裁衣，制定個體化治療方案，將使患者獲得最大的益處。

然而3D生物打印在技術層面上仍然有幾大限制：

需要更多功能性、細胞友好型的生物墨水用于打印；

需要更好的工藝與打印機，制造高存活率和高精度兼顧的模型；

需要更快、更強的交聯劑，保證打印體的完整性與穩定性；

需要借助微流控技術來制造更長期的生理模擬系統。

3D打印技術在醫療上的運用

如今，3D打印作為具有代表性的前沿技術之一，其應用價值已經得到了很多業內人士的認可。在醫療領域，3D打印已經逐漸滲透到很多細分應用場景，比如手術模型預演、康復醫療器械制造等。在3D打印前沿技術的推動下，傳統醫療行業的服務模式正在加速轉型，智能、高效、專業的醫療服務模式也在加速發展。

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手術預演模型

對于醫務工作者制定高風險、高難度手術的術前計劃至關重要。在以往的外科預演中，醫務工作者往往需要通過CT、MRI等影像設備獲取患者數據，然后使用軟件將2D醫學圖像轉換成逼真的3D數據。現在醫療工作者可以借助3D打印機等設備直接打印3D模型。這樣不僅可以輔助醫生進行準確的手術規劃，提高手術成功率，還可以方便醫務工作者和患者對手術方案的溝通。

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手術導板

作為手術過程中的輔助手術工具，可以幫助醫務工作者準確實施手術計劃。目前，手術導板的類型包括關節導板、脊柱導板和口腔種植導板。借助3D打印制作的手術導板可以彌補傳統手術導板制造工藝的不足，同時可以根據需要調整導板的尺寸和形狀。這樣，不同的患者就可以有符合自己真實需求的導板。

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牙科應用

近年來，3D打印在牙科領域的應用一直是熱門話題。總的來說，3D打印在牙科領域的應用主要集中在金屬牙齒和隱形牙套的設計和制造上。前沿的3D打印技術的出現，為需要牙齒矯正治療的人實現個性化牙套創造了更多可能。在正畸治療的不同階段，矯正者需要的牙套是不同的。借助3D打印制作多對正畸治療用的牙套，不僅有助于牙齒的健康發育，還能降低牙套的制造成本。

骨科應用

目前，許多醫務工作者都在通過3D打印的前沿技術治療骨骼損傷的患者。通過為患者建立精確的三維骨骼物理模型，醫務工作者可以進一步觀察患者的骨骼狀況和骨骼受損的具體部位，并制定相應的治療方案。憑借3D打印的技術優勢，長骨骨折和髖關節損傷治療中的一系列難題被逐步攻克。

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皮膚修復

用于治療火災等嚴重皮膚燒傷患者時，由于治療周期長，術后疤痕明顯，皮膚修復效果難以取得新的提高。多年來，研究人員一直在努力探索提高皮膚修復效果的新途徑，而前沿的3D打印技術的出現為修復受損皮膚提供了新的途徑。醫護人員通過對受損皮膚傷口進行掃描，可以重建出皮膚傷口的三維模型，然后利用尖端的打印技術，高精度、高活性地原位打印出多種含有皮膚細胞的高粘度材料，從而構建出仿生皮膚結構。

生物組織器官

近年來，科學界和醫學界已將生物器官和組織的3D打印作為重點研究課題之一。目前，生物3D打印的組織器官主要有鼻子、耳朵、血管、腎臟、心臟、皮膚、眼角膜等。無論是人造血管、軟骨組織、肝臟組織還是腎臟組織，其核心都是特定類型細胞的分離(或定向誘導)和大規模擴增。3D打印技術，在人工組織器官培養過程中，可以構建組織器官的三維形狀，使細胞按照預設的形狀生長，從而促進細胞的健康發育，替代人體的病變組織。

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康復醫療器械

在實際應用中，假肢、助聽器等康復醫療器械具有小批量、定制化的需求。由于這些康復醫療器械設計復雜，傳統的數控機床由于加工角度等因素的限制，往往難以達到良好的效果。使用3D打印技術后，康復醫療器械的制造工藝得到了進一步的提升。制造單個定制康復醫療設備的成本降低，制造周期進一步縮短。

個性化制藥

隨著智慧醫療的快速發展，患者對于專業化、個性化、精準的醫療服務模式滿懷期待。在藥學方面，利用3D打印技術制備藥學用藥物緩釋裝置有很多優勢。3D打印可以實現多種藥物材料的局部細節控制，精確控制某種藥物的成分。對于兒童和老人來說，科學控制藥物的劑量，也有助于提高用藥的安全性。通過3D打印技術和設備，將粉末材料粘合成型，在醫學應用中可以實現具有復雜腔體的多孔結構，對于藥物效應釋放具有重要意義。

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實際上，3D打印技術的出現，在潛移默化中已經從多個層面上改變了傳統醫療行業的發展進程。相信隨著技術的不斷成熟，3D打印將催生出更醫療服務的新模式，人們也將感受到新興技術給生活帶來的便利。

案例分享

項目背景

大部分人都去醫院拍過“片子”，但是大家是否想過，這些影像還能通過3D的形式展現出來。通過3D醫療影像，醫生可以在任意角度、任意大小、任意組合下觀察目標的3D結構，診斷也將更加精確。但是，3D醫療影像對于數據量和性能的要求遠遠超過2D影像。某國內知名醫院采用藍海大腦冷板式水冷工作站?HD210?，通過目錄分片、小文件聚合等技術提升訪問性能，應對3D系統小文件爆炸式增長帶來的壓力。

與二維影像相比，三維影像的文件在容量上要大很多，要滿足這些三維影像存儲的需求，存儲系統的容量必須足夠大，而且最好還能實現隨業務需求的敏捷擴展，避免過于超前的存儲系統建設帶來成本壓力。此外，醫院影像數據的保存和業務持續運行對疾病診療有重要意義，該醫院醫院應用上層對接虛擬化平臺，虛機業務不可中斷，要求底層存儲高穩定、高可靠，業務不中斷、數據不丟失。

產品特點：

預訓練網絡可遷移到任何3D醫療影像的AI應用中，包括但不限于分割、檢測、分類等任務；

尤其適用小數據醫療影像AI場景，能加快網絡收斂，提升網絡性能；

通過簡單配置少量接口參數值，即可進行微調訓練；

提供多卡訓練以及測試評估代碼，接口豐富，擴展性強；

提供不同深度3D 預訓練模型，可供不同數據量級應用使用。

主要技術指標

可?靠?性：平均故障間隔時間MTBF≥15000 h

工作溫度：5～40 ℃

工作濕度：35 %～80 %

存儲溫度：－40～55 ℃

存儲濕度：20 %～90 %

聲? ? ? ?噪：≤35dB

方案優勢

為了化解系統上線所帶來的海量數據存儲壓力，醫院使用藍海大腦冷板式水冷工作站?HD210?，并部署分布式塊存儲集群，滿足醫院日益增長的存儲容量需求，靈活擴展，性能隨容量擴展而線性增加。

除了性能問題之外，業務可靠性也是醫院所關心的重要問題。醫院采用藍海大腦冷板式水冷工作站?HD210?進行雙活部署，對接上層虛擬化業務，在單存儲故障后自動切換，保證業務數據不丟失，保障業務穩定運行。

總結

在部署藍海大腦冷板式水冷工作站?HD210?之后，系統海量小文件的并發讀寫問題得以迎刃而解，即使是在業務高峰期，影像系統也能夠流暢、穩定運行。而且，由于藍海大腦冷板式水冷工作站 HD210 具有高可擴展性，因此醫院可以在業務數據增長的過程中，敏捷地通過增加存儲節點，來實現容量、性能的擴展。