創(chuàng)建真實(shí)紋理器官的生物紋理3D建模軟件

寂靜天花板

雖然這些3D打印手術(shù)模型在一定程度上能夠提高手術(shù)的成功率,，但具有現(xiàn)實(shí)紋理的模型可以將手術(shù)成功率提高到一個(gè)新的水平,，這也是為下一代外科醫(yī)生提供教育工具,。因此,，Sugimoto博士開發(fā)了生物紋理建模,，其是在解剖學(xué)的基礎(chǔ)上,，采用保水性塑料，3D打印具有同等質(zhì)量,、現(xiàn)實(shí)紋理和其他物理性質(zhì)的器官模型,。 這個(gè)設(shè)計(jì)平臺(tái)具有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，其發(fā)展主要?dú)w功于Sugimoto對(duì)X射線在3D顯示器上的研究,�,！安∪说腦射線是真實(shí)有效的”Sugimoto解釋道。他們利用醫(yī)學(xué)設(shè)備對(duì)患者進(jìn)行診斷,，從而得到一個(gè)可靠的數(shù)據(jù)源,。然而，對(duì)于未接受培訓(xùn)的患者來(lái)說(shuō),，他們無(wú)法理解這些圖像,，所以，我不得不在紙上繪出他們的器官模型,，同時(shí),，向他們展示X射線，以此讓他們能夠明白我所講的東西,。正如大家所想的那樣,，這對(duì)于患者來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常令人不放心且不被患者信服的方法。
幸運(yùn)的是,，Sugimoto發(fā)現(xiàn)了OsiriX,。OsiriX是一個(gè)開源應(yīng)用程序，它允許用戶以3D方式觀看X射線數(shù)據(jù),，并能夠看到X射線圖像的3D效果,。為了使這些顯示器更接近手術(shù)臺(tái)上的效果，Sugimoto最終采用投影,，直接映射到患者的身體,，讓患者能夠直觀的看到器官以及血管�,！半m然這個(gè)技術(shù)非常簡(jiǎn)單,，但其帶來(lái)的影響是不可估量的�,！盨ugimoto回憶道,。起初，我的朋友不相信這些工具能在手術(shù)室中使用,，他們以為我只是玩玩而已,。Sugimoto開始將OsiriX納入自己的軟件開發(fā)，把VR和3D打印結(jié)合起來(lái),，這對(duì)于醫(yī)療教育來(lái)說(shuō)有非常巨大的潛力,，對(duì)于外科手術(shù)來(lái)說(shuō)則有深遠(yuǎn)的影響,。“以癌性腫瘤為例,，如果你想知道在哪里做切口以及切除多少,，你就需要關(guān)于腫瘤的形狀和位置的信息，”Sugimoto說(shuō),。而且,，對(duì)于外科醫(yī)生來(lái)說(shuō)，把患者的患病部位拿在手中近距離直觀是非常重要的,。所以,，一個(gè)3D打印的手術(shù)模型十分必要，而且其還能提供外科醫(yī)生進(jìn)行交互的機(jī)會(huì),。
為此,，Sugimoto開發(fā)了一種新的器官?gòu)?fù)制方法--生物紋理建模。雖然現(xiàn)有的器官模型與真實(shí)物體的形狀相同,，但卻沒(méi)有真實(shí)物體的紋理。雖然3D打印模型都是剛性的紋理,，但Sugimoto通過(guò)在保水樹脂中添加液體材料,，最終得到了解剖學(xué)上的正確的模型結(jié)構(gòu)。其看起來(lái),，和那些真實(shí)的腎臟或者人體中的腫瘤的形狀和紋理都一樣,。
0 i* H8 |7 O0 g9 [5 y3 V: y1 w% V正如Sugimoto解釋的，包含液體材料對(duì)于最終結(jié)果是絕對(duì)關(guān)鍵的,，其目標(biāo)是通過(guò)計(jì)算目標(biāo)組織中的水或其他液體的百分比來(lái)實(shí)現(xiàn),。“為什么水含量讓器官看起來(lái)非常的真實(shí),？正如碳是所有生物的基礎(chǔ)一樣,，水也是一個(gè)器官的基本組成部分�,！彼�解釋說(shuō),。流體是生命的根本，就像我們的皮膚被割破,，會(huì)有血流出,，如果我們擠壓傷口，會(huì)有液體流程一樣,。
. `! {1 l2 h4 }事實(shí)上,，Sugimoto是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)這種方法在手術(shù)方面潛力的患者之一，此前Sugimoto在滑雪時(shí)遭遇了脊柱損傷,�,！柏�(fù)責(zé)為我治療的外科醫(yī)生能夠通過(guò)觸摸我患病部位的真實(shí)模型獲得觸覺(jué)反饋,，因?yàn)椋�他能為我更安��,、更�?zhǔn)確的執(zhí)行手術(shù),。”Sugimoto會(huì)議說(shuō),�,！八�能夠閉上眼睛，把精力完全集中于手上的觸覺(jué),，以此獲得手術(shù)前所需的各種反饋,。”
同樣的道理可以應(yīng)用于其他的手術(shù),，并以此為外科醫(yī)生提供手術(shù)前的實(shí)踐機(jī)會(huì),，而且這也會(huì)在一定程度上增強(qiáng)他們的信心。正如下面視頻中所播放的那樣,，你可以看到這些3D打印模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是如此的逼真與詳細(xì),。目前，Sugimoto正在推廣他的開源解決方案,，這也得到了蘋果和Autodesk的支持,。“但是我的工作不應(yīng)該是局限于幾個(gè)人,；我想讓世界人民都能應(yīng)用到它,，以此來(lái)改善每個(gè)人的生活。因此,，我將我的研究結(jié)果帶給大眾,，以此降低理解障礙，并為許多醫(yī)生在職業(yè)生涯中獲得最高水平的卓越表現(xiàn)提供幫助,�,！彼�說(shuō)。