3D打印讓醫(yī)學影像變“實物”

如今，3D打印技術已經(jīng)不是什么新鮮話題了，人們利用3D打印方法制造出的產(chǎn)品也是千奇百怪、包羅萬象，現(xiàn)在這門技術在工業(yè)設計、建筑業(yè)、制造業(yè)、土木工程、汽車、航空航天等領域均有所應用。
3D打印技術是一種快速成型技術，它是以數(shù)字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構造物體。正是因為這項技術可以解決高難度、復雜、個性化的設計需要，因此，近年來它在醫(yī)學領域也有用武之地。如今，大連理工大學電子信息與電氣工程學部生物醫(yī)學工程系王洪凱副教授，率領學生團隊發(fā)明了醫(yī)療影像3D打印建模軟件，將新的醫(yī)學影像處理技術與3D打印相結合，為病人量身定制器官模型，用于外科手術計劃的制定。
“雖然在CT或是核磁共振檢查的圖像中，醫(yī)生是可以看清病人患病器官的情況，但是在手術之前，如果醫(yī)生手中能有一個器官 實物 ，用來規(guī)劃或是演練一下，那么真正到了手術臺上，就能駕輕就熟地進行手術，大大提高手術效率”
據(jù)王洪凱副教授介紹，這款醫(yī)療影像3D打印建模軟件研發(fā)大約用了一年時間，在通過CT、核磁等影像設備得到患者原始的醫(yī)療圖像后，通過這款建模軟件可對圖像進行處理，提取成人體組織器官的三維模型圖像，從而可以指導3D打印機逐層打印。 目前，在國際上3D打印建模軟件技術已經(jīng)應用于醫(yī)療工作中了，有的國外醫(yī)療機構利用3D打印技術打印出未出生嬰兒的模型，讓準爸媽提前看到寶寶的樣子。還有的研究機構能通過建模軟件打印出人體肌肉結構、骨骼等。
在國內，3D打印技術在醫(yī)療領域的應用也在快速發(fā)展。王洪凱說，一直以來他的研究領域都與醫(yī)學影像分析密切相關，在研究過程中他了解到：“雖然在CT或是核磁共振檢查的圖像中，醫(yī)生是可以看清病人患病器官的情況，但是在手術之前，如果醫(yī)生手中能有一個器官 實物 ，用來規(guī)劃或是演練一下，那么真正到了手術臺上，就能駕輕就熟地進行手術，大大提高手術效率?！?
王洪凱說，團隊所做的這款醫(yī)療影像3D打印建模軟件，就是在現(xiàn)有的醫(yī)學影像和3D打印機之間架起一座建模的“橋梁”。
使用這款醫(yī)療影像3D打印建模軟件，終做出的3D模型的精細度還和患者的原始醫(yī)療影像的精確度以及3D打印機的性能、打印材料等諸多因素密切相關

在實際操作中，建模軟件將醫(yī)學影像提取后建模成三維模型。據(jù)王洪凱介紹：“相比國外的同類建模軟件，這款軟件的優(yōu)勢在于算法上的進步。具體說來，就是用更少的操作來建立更加復雜的3D模型，讓醫(yī)生在實際操作中更加簡單、便捷?！?
目前，這款建模軟件的精度可以達到毫米級，能滿足目前醫(yī)療應用對建模精度的高標準要求。 日常生活中使用的普通打印機可以打印電腦設計的平面物品，3D打印機與普通打印機的工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印機的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機內裝有金屬、陶瓷、塑料等，是實實在在的原材料。打印機與電腦連接后，通過電腦控制，把這些打印材料一層層疊加起來，終把計算機上的藍圖變成實物。
因此，使用這款醫(yī)療影像3D打印建模軟件，終做出的3D模型的精細度還和患者的原始醫(yī)療影像的精確度以及3D打印機的性能、打印材料等諸多因素密切相關。
同時，該軟件支持多點觸控技術和觸控筆。觸控筆擁有類似鼠標的功能，使該軟件可以與平板電腦配合使用，并有效提高效率和準確度，真正實現(xiàn)了便捷操作。目前，該軟件已經(jīng)應用于多家醫(yī)院的臨床試驗中。