3D打印助力CAE开发出高度逼真的产妇模拟器

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日前，仿真技术公司CAE Healthcare开发出了一款Fidelis产妇胎儿模拟器（MFS）。这款模拟器使用了由Stratasys公司提供的3D打印部件，它的主要功用是教产科医生如何处理危险分娩并发症。

尽管在当今的科技和医学条件下，妇女分娩比任何时候都安全，但是产房里仍然会有意外发生。因为极端的身体和心理压力有可能会导致生产中的妇女整个身体出现问题，这意味着产科医生和护士必须准备好每一种可能发生的情况。而CAE在Stratasys的帮助下开发的MFS，则能够帮助医生和护士们做好这个准备。
这个部分3D打印的分娩模拟器可以模拟产妇的呼吸、心率和分娩过程，这意味着它可以用于复制一位母亲和胎儿在分娩过程中遇到的各种身体并发症。该模拟器包括了几百个不同的部件，并配有电子监控系统，其中会显示胎儿的生理数据。该用户界面甚至能够发出真实的哭声，以准确地模拟分娩过程中可能发生的各种情况。

“人类病人模拟器的设计是一个复杂的过程，需要对其部件进行广泛验证，特别是那些相互作用的物理部件。”MFS项目的高级机械设计师Giuseppe Mallaci解释说：“而随着我们将活动部件和可变形部件装进一个密闭的空间里，它的复杂性就进一步增加了。任何小的改变都需要对这种复杂的设计进行验证。行业竞争的压力使我们需要尽量地缩短产品开发周期——为此快速原型就成了我们任何产品开发计划中至关重要的一环。
为了开发这一复杂的模拟器，CAE雇佣Stratasys使用了大量的3D打印工艺，包括熔融沉积成型（FDM）、光固化快速成形（SL）、激光烧结（LS）、QuantumCast铸聚氨酯，以及快速加工等。

该模拟器内部胎儿的情况可以通过一个透明的3D打印壁清楚地看到，这个3D打印壁是用Accura 60材料光固化而成的。而模拟器的其它部分则根据各自的需要采用了不同的3D打印工艺。比如铰接式的胳膊和腿使用激光烧结技术3D打印的，QuantumCast铸聚氨酯被用作了快速生产解决方案，还有一些部件使用了Stratasys专属的3D打印工艺。
ID-Light工艺能够打印出带内部晶格结构的既大又轻的部件，使用这一工艺打印出的部件可以比对应的实体部件轻12倍12倍。

Mallaci解释说：“这些模拟器为了能够实现制造意图，还包括了所有电子元器件、固件和软件。在每次验证的时候它不可避免地会有所变化。快速原型能够尽量减少开发成本。
MFS的首次展示是在去年5月份，它能够模拟大量的分娩过程和场景：比如正常分娩器械辅助阴道分娩、产妇发热导致胎儿心动过速、臀位分娩、肩难产、宫缩乏力导致产后出血、产妇心脏呼吸骤停、子痫惊厥等。