3D-gedruckte Modelle für Eingriffe an Lungengefäßen: Planungsbeispiel von UPMC und UCSF

3D-gedruckte Modelle können dabei helfen, komplexe Gefäßanatomien vor einem Eingriff physisch zu untersuchen. Eine am 9. Oktober 2026 veröffentlichte klinische Studie der Teams von UPMC und UCSF beschreibt, wie Modelle aus Patientenbildern für die Planung und Durchführung von Embolisationen pulmonaler arteriovenöser Malformationen eingesetzt wurden. Die Ergebnisse sind vielversprechend, doch die Studie ist klein und retrospektiv; sie sollte daher nicht als allgemeiner Erfolgsnachweis verstanden werden.

Vom CT-Bild zum patientenspezifischen Modell

Das Forschungsteam segmentierte die Gefäßstrukturen anhand kontrastmittelgestützter CT-Aufnahmen mit dünnen Schichten von sechs Patienten. Nach der Prüfung der Segmentierungen durch einen Radiologen wurden anatomische Modelle erstellt. An zwei Zentren wurden insgesamt acht Läsionen behandelt; das Team berichtete bei allen acht über einen technischen Erfolg. Dieser wurde als angiografische Bestätigung definiert, dass das Gefäß vollständig verschlossen war und der Blutfluss zum Erliegen gekommen war.

Die Modelle ermöglichten es interventionellen Radiologen, nicht nur die Schnittbilder auf dem Bildschirm, sondern auch die Ausrichtung und Lagebeziehungen der zuführenden Gefäße dreidimensional zu beurteilen. Die klinischen Teams nutzten sie sowohl für die Planung vor dem Eingriff als auch während der Intervention als Referenz. In einem Fall war eine frühere Embolisation ohne Modell gescheitert. Mithilfe des Modells formte das Team den Katheter so, dass er in die zuführende Arterie gelenkt werden konnte, und schloss den Eingriff erfolgreich ab. Dieser Einzelfall bedeutet nicht, dass ein Modell das Ergebnis immer verändert. Er zeigt jedoch, bei welcher Art von Herausforderung eine physische Referenz bei komplexen Anatomien helfen kann.

Was belegt das Modell – und was ist noch nicht belegt?

Die Ärzte bewerteten in der Studie die anatomische Genauigkeit der Modelle; am ersten Zentrum erhielten sie die höchste Bewertung. Auch der Arzt am zweiten Zentrum hielt sie für nützlich, betrachtete sie jedoch nicht in jedem Fall als notwendig. Außerdem wurden die Modelle bei fünf Patienten eingesetzt, um ihnen ihre Erkrankung und den geplanten Eingriff zu erklären. Das deutet darauf hin, dass der 3D-Druck nicht nur als Fertigungsmethode, sondern auch als visuelle Hilfe für die Kommunikation im Team und die Aufklärung von Patienten dienen kann.

Eine wichtige Einschränkung sind die geringe Zahl von sechs Patienten und das retrospektive Studiendesign. Die Forschenden erfassten weder die Eingriffsdauer noch die Durchleuchtungszeit, die Strahlendosis oder die Patientenzufriedenheit. Daher lässt sich nicht schlussfolgern, dass das physische Modell diese Messwerte verbessert oder bei allen Patienten erforderlich ist. Sein Nutzen sollte im Zusammenhang mit der anatomischen Komplexität, der Bildqualität, der Genauigkeit der Segmentierung und dem Arbeitsablauf des klinischen Teams beurteilt werden.

Was sich aus dem klinischen 3D-Druck für FDM-Arbeitsabläufe ableiten lässt

Dieses Beispiel zeigt, dass ein aus korrekten digitalen Daten gefertigtes physisches Teil komplexe Geometrien verständlicher machen kann. Bei klinischen Modellen hängen Materialwahl, Validierung und regulatorische Anforderungen von der jeweiligen Anwendung ab. Die Studie bezieht sich auf professionelle Fertigungssysteme und bedeutet nicht, dass jeder FDM-Service für den klinischen Einsatz geeignet ist. Der grundlegende Arbeitsablauf ist jedoch aus vielen Prototyping-Projekten bekannt: Daten vorbereiten, das Modell prüfen, Druckausrichtung und Stützstrukturen planen und anschließend das physische Teil im realen Anwendungsszenario beurteilen.

Bei Anwendungen mit hohen Präzisionsanforderungen, etwa der Darstellung einer Patientenanatomie, sind ein qualifiziertes Team und validierte Prozesse unverzichtbar. Für allgemeinere Anforderungen in der Produktentwicklung, Gehäuse, Vorrichtungen oder visuelle Prototypen können Sie anhand der Optionen für einen 3D-Druck-Service den passenden Fertigungsansatz prüfen. Die Seite zu den Druckmaterialien hilft Ihnen außerdem dabei, Materialien und Anwendungsbereiche zu vergleichen.

Wenn Sie bereits ein digitales Modell haben, können Sie sich über günstige 3D-Druckpreise informieren und den Preis für einen Online-3D-Druck anhand Ihrer Datei berechnen. Einen umfassenderen Überblick über patientenspezifische 3D-Modellierung und den Einsatz in der Operationsplanung finden Sie im Leitfaden zum 3D-Druck im medizinischen Bereich.