創(chuàng)建真實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)實紋理的模型可以將手術(shù)成功率提高到一個新的水平,，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)實紋理和其他物理性質(zhì)的器官模型。 這個設(shè)計平臺具有相當長的歷史,，其發(fā)展主要歸功于Sugimoto對X射線在3D顯示器上的研究,。“病人的X射線是真實有效的”Sugimoto解釋道,。他們利用醫(yī)學(xué)設(shè)備對患者進行診斷,，從而得到一個可靠的數(shù)據(jù)源,。然而，對于未接受培訓(xùn)的患者來說,，他們無法理解這些圖像,，所以，我不得不在紙上繪出他們的器官模型,，同時,，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,，這對于患者來說是一個非常令人不放心且不被患者信服的方法。
幸運的是,，Sugimoto發(fā)現(xiàn)了OsiriX,。OsiriX是一個開源應(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然這個技術(shù)非常簡單,，但其帶來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,，這對于醫(yī)療教育來說有非常巨大的潛力,，對于外科手術(shù)來說則有深遠的影響�,！耙园┬阅[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,。而且，對于外科醫(yī)生來說,，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)生進行交互的機會,。
! q  A" n4 R! o: |為此,，Sugimoto開發(fā)了一種新的器官復(fù)制方法--生物紋理建模。雖然現(xiàn)有的器官模型與真實物體的形狀相同,，但卻沒有真實物體的紋理,。雖然3D打印模型都是剛性的紋理，但Sugimoto通過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，和那些真實的腎臟或者人體中的腫瘤的形狀和紋理都一樣,。
0 F6 m% H( V$ m3 z4 H正如Sugimoto解釋的,，包含液體材料對于最終結(jié)果是絕對關(guān)鍵的，其目標是通過計算目標組織中的水或其他液體的百分比來實現(xiàn),�,！盀槭裁此�含量讓器官看起來非常的真實？正如碳是所有生物的基礎(chǔ)一樣,，水也是一個器官的基本組成部分,。”他解釋說,。流體是生命的根本，就像我們的皮膚被割破,，會有血流出,，如果我們擠壓傷口，會有液體流程一樣,。
事實上,，Sugimoto是第一個發(fā)現(xiàn)這種方法在手術(shù)方面潛力的患者之一，此前Sugimoto在滑雪時遭遇了脊柱損傷,�,！柏撠�(zé)為我治療的外科醫(yī)生能夠通過觸摸我患病部位的真實模型獲得觸覺反饋，因為,，他能為我更安全,、更準確的執(zhí)行手術(shù)�,！盨ugimoto會議說,。“他能夠閉上眼睛,，把精力完全集中于手上的觸覺,，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)前的實踐機會,，而且這也會在一定程度上增強他們的信心。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,。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)該是局限于幾個人,；我想讓世界人民都能應(yīng)用到它,，以此來改善每個人的生活。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。