一名患者昏迷不醒地躺在手术台上。她的脑腔内积液已达到危险水平。为了让患者存活，神经外科医生必须在她的头骨上钻一个洞，插入引流管。而且必须迅速完成。但外科医生手部轻微的失误都可能导致出血、记忆力减退、部分瘫痪甚至死亡。
这种高压情况要求完美，而完美需要练习。“想象一下，你试图在不允许犯错的环境中学习，”佛罗里达大学医学院神经外科教授弗兰克·博瓦说。
博瓦提出了一种 3D 打印的新应用，让神经外科住院医生可以零风险地在逼真的头骨和脑组织上进行切割。他将患者的 X 射线、核磁共振（MRI）和 CT 扫描数据输入 3D 打印机，打印出来的就是这个人头部或脊柱的精确复制品，从骨骼到脑组织都包含在内。
连接到模型上的显示器会实时显示模拟患者头部的模拟 X 射线图像，就像实际手术中一样。计算机化的仪器还会跟踪并记录正在训练中的神经外科医生的每一个动作，以便教职人员能够准确找出问题发生的时间和地点。
“我们可以允许他们在塑料模型上犯错，然后再制作另一个塑料模型，让他们做得更好一些，”博瓦说。“这给了我们前所未有的巨大自由。”
使用逼真的物理模型练习神经外科手术是最近对尸体或虚拟现实程序的改进，后者无法提供外科医生必须知道如何处理的各种临床状况。博瓦的 3D 打印模拟器结合了尸体和虚拟现实的最佳优点，甚至更多：精确（且个性化）的解剖细节、逼真的手感和互动性。此外，它相对便宜且可定制。
这类复杂的模拟器使教育工作者能够评估住院医生的个人技能以及培训方法的有效性。“这是教育领域的一次彻底范式转变，”神经外科教授詹姆斯·哈罗普（James Harrop）说，他是神经外科医师大会模拟项目的联合主任。
博瓦希望他的 3D 打印模型能够指导下一代脑外科医生，帮助他们练习和完善脑外科手术所需的复杂认知和手动技能，而无需面对手术台上的生死压力。
