|
2022年6月10日，南极熊获悉，来自俄克拉荷马大学的一个研究小组开发了一个3D打印人耳模型，用于测试听力保护装置（HPD）暴露于爆炸环境下的标准防护效果。
据研究人员称，利用3D打印技术可以通过增加个性化、提高成本效益和时间效率来大幅改善对HPD的评估。
△3D打印耳朵模型的CAD模型。图片来自《耳科与神经病学》杂志。
3D打印模型的好处
在解剖学教学、手术准备和培训工作中，制作出一个能够真实贴合人体形态的精准模型至关重要，而这正是3D打印技术可以发挥关键作用的地方。
近年来，3D打印已经被用来生产精准的、针对病人的3D打印解剖模型，且拥有很高的色彩保真度，可以节省几个小时的手术计划时间。随着3D打印技术的成熟，越来越多的3D打印公司正在为他们的3D打印模型申请ISO认证和FDA许可。
医疗点3D打印解剖模型服务也越来越受欢迎，Stratasys和Ricoh USA等公司合作向医疗机构提供3D打印模型，Fast Radius和Axial3D为全美医院提供新的 "DICOM打印 "服务。
△实验性爆炸装置和压力传感器的放置，用于测量3D打印耳朵模型中的爆炸波传输。图片来源：《耳科与神经病学杂志》（Otology& Neurotology Open）。
改进HPD
对于部队而言，战斗情况下产生巨大的爆炸冲击波所造成的耳部伤害（如鼓膜（TM）破裂）可能会导致听力损失。在危险情况下作业时通常需要佩戴HPD 以防止听力损失，尽管如今各种 HPD已经被广泛使用，但一些部队认为 HPD 会降低对战场形势的感知能力。
如今，各种先进的HPD已经被设计出来，可以允许人们在佩戴HPD的情况下，依然对战场形势拥有良好的感知。然而，目前的研究表明，HPD仍然需要进一步的改进，同时还需要更可靠和有效的测试程序。
此前，测试人员已经使用人类尸体颞骨（TBs）和各种计算和实验方法，研究了各种HPD耳塞在遭受噪声脉冲或爆炸时的保护能力。为了进一步完善HPD，来自俄克拉荷马州的研究团队开发了一个3D打印的TB模型，该模型由柔性和硬质聚合物构建，包含TM、耳道、中耳悬韧带和肌腱、听骨链和中耳室。
这款模型是中耳和外耳的机械和解剖学复制品，可以在暴露于爆炸环境的条件下测量和评估HPD。研究小组进行了实验，将3D打印的耳朵模型暴露在有或没有HPD的爆炸中。记录了耳道入口处和耳道内TM附近的压力，之后将结果与尸体TB进行对比验证，该小组还评估了该模型作为声学传输模型的潜力。
在有HPD的情况下，TM附近的衰减峰值压力低至0.92psi，耳道入口处的爆炸峰值压力为5.62psi，而没有HPD，TM附近的压力为9.79psi，耳道入口处的爆炸峰值相似。因此，该研究准确地评估了被动式防撞器在爆炸中的保护功能，并证明了3D打印模型在防冲击波设备标准化测试中的功效。
△3D打印的TB的未组装的中耳部分的打印成品图片。图片来自《耳科与神经病学》杂志。
关于这项研究的更多信息，可以在发表在《耳科与神经病学》（Otology & Neurotology Open）杂志上的题为："用于标准化测试听力保护装置在爆炸冲击下的3D打印人耳模型/A 3D printed human ear model for standardized testing of hearing protection devices to blast exposure"的论文中找到。该研究的共同作者是M. Brown, S. Jiang, 和R. Gan。
3D打印定制的听力设备
助听器是个性化医疗设备如何受益于3D打印技术发展的最重要的例子之一。
事实上，美国陆军航空医学研究实验室的研究人员之前已经使用3D打印技术为美国武装部队成员生产和测试可定制的耳塞。这种生产护耳装置的新技术可以在未来部署，以防止武装部队成员的听力损失。
在其他地方，Materialise、EnvisionTEC、Formlabs和Sonova等公司多年来一直在进行3D打印助听器和定制耳塞，估计现在世界上99%的助听器是使用增材制造定制的。
| 
京公网安备11010802043351