如今，在治療帕金森、震顫、極端強迫癥和一些慢性疼痛等神經性疾病時，有時會使用一種被稱為深度腦刺激（deep brain stimulation）的治療手段來緩解患者的有關癥狀，這種手段通常需要將電極插入大腦內部。盡管實際的過程并不像聽起來那么危險，但是還是相當復雜的，需要提前進行仔細的規劃。不過，不幸的是，人類的大腦是一個非常復雜的器官，因此對于不同患者的腦組織來說，插入電極會得到什么樣的反應并不總是那么容易預測的，尤其是醫生根本看不到患者大腦內部的實際情況。就算現在已經有了更新的大腦成像軟件經常進行手術前規劃也無法預測哪里可能出現問題。

深度腦刺激治療術

近日，加拿大薩斯喀徹溫大學（University of Saskatchewan）的外科負責人Ivar Mendez博士就碰到了這樣一個問題。他本來打算將電極插到病人腦部以抑制其過度放電的神經元，然而大腦成像軟件未能給他以足夠的支持。為了減少風險和手術時間，Mendez博士將一個電極迂回插入患者的大腦，所以它會刺激兩個目標區域。但是他的患者大腦的復雜性和不規則結構阻止了軟件為其提供安全和充分的手術路徑影像。

Ivar Mendez博士

于是Mendez博士決定試試他是否能夠生成大腦的計算機模型并將其3D打印出來，然后在這個3D打印模型上找出具體路徑和目標區域。為此，他找到了該校工程學院尋求幫助，并且很快組織起了一支擁有工程師、MRI技師、神經心理學專家和放射科醫生在內的完整團隊來幫忙轉換MRI數據。盡管如今的成像軟件已經非常強大，但是要將這些數據轉換成一種3D打印建模軟件可以理解的語言還是非常困難。

為此，Mendez博士和他的團隊總共花了7個月的時間才得以成功3D打印出第一個人類大腦原型。盡管這個原型包括了Mendez博士所需要的所有復雜度，包括小核結構，但是他們使用的類似橡膠的材料仍然不夠清晰透明，難以看穿。隨后開發團隊又測試了更多的材料，終于在兩周前找到了正確的方法3D打印出精確的大腦復制品，使Mendez可以成功地找出深度鬧刺治療術的正確路徑。

“當一無所知的時候，你會真正的迷失。但是當你手上有模型，它能夠讓你看到你到底要去哪里時。你就可以很有信心地進行手術，并且把針放進患者的大腦里。”Mendez博士解釋說。

最終的大腦模型是用一種合成橡膠材料打印而成的，它幾乎與真實的腦組織完全一致。這個3D打印的腦模型比您所想象的要大一些，很柔軟，您可以輕輕擠壓壓縮它，它會很快彈回原來的形狀。它也是完全透明的，并用不同的顏色對目標區域進行了標注，使醫生更容易正確地規劃手術路徑規劃。

對于外科手術團隊來說，3D打印器官模型是一個相對較新的工具，但是它們的價值已經在一些非常危險和困難的手術中得到了驗證。盡管類似的技術已經用于人體的其它器官如心臟等，但是將3D打印大腦模型用于外科手術前規劃還是第一次。而現在，Mendez博士得到了完善的新工藝，他憑著3D打印的病人大腦的復制品去最后規劃他們的腦部手術。