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。“病人的X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(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)于患者來說是一個(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(duì)于醫(yī)療教育來說有非常巨大的潛力，對(duì)于外科手術(shù)來說則有深遠(yuǎn)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(duì)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(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)了一種新的器官復(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(shí)的腎臟或者人體中的腫瘤的形狀和紋理都一樣,。
. R' Q2 ?# i% D' q4 {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)是通過計(jì)算目標(biāo)組織中的水或其他液體的百分比來實(shí)現(xiàn),。“為什么水含量讓器官看起來非常的真實(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,。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,。
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,。“負(fù)責(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(shí)模型獲得觸覺反饋,，因?yàn)�,，他能為我更安全、更�?zhǔn)確的執(zhí)行手術(shù),�,！盨ugimoto會(huì)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(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�,！暗�是我的工作不��(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,。”他說,。