3D打印让医学影像变“实物”

如今，3D打印技术已经不是什么新鲜话题了，人们利用3D打印方法制造出的产品也是千奇百怪、包罗万象，现在这门技术在工业设计、建筑业、制造业、土木工程、汽车、航空航天等领域均有所应用。

3D打印技术是一种快速成型技术，它是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体。正是因为这项技术可以解决高难度、复杂、个性化的设计需要，因此，近年来它在医学领域也有用武之地。如今，大连理工大学电子信息与电气工程学部生物医学工程系王洪凯副教授，率领学生团队发明了医疗影像3D打印建模软件，将最新的医学影像处理技术与3D打印相结合，为病人量身定制器官模型，用于外科手术计划的制定。

“虽然在CT或是核磁共振检查的图像中，医生是可以看清病人患病器官的情况，但是在手术之前，如果医生手中能有一个器官 实物 ，用来规划或是演练一下，那么真正到了手术台上，就能驾轻就熟地进行手术，大大提高手术效率”据王洪凯副教授介绍，这款医疗影像3D打印建模软件研发大约用了一年时间，在通过CT、核磁等影像设备得到患者原始的医疗图像后，通过这款建模软件可对图像进行处理，提取成人体组织器官的三维模型图像，从而可以指导3D打印机逐层打印。目前，在国际上3D打印建模软件技术已经应用于医疗工作中了，有的国外医疗机构利用3D打印技术打印出未出生婴儿的模型，让准爸妈提前看到宝宝的样子。还有的研究机构能通过建模软件打印出人体肌肉结构、骨骼等。在国内，3D打印技术在医疗领域的应用也在快速发展。王洪凯说，一直以来他的研究领域都与医学影像分析密切相关，在研究过程中他了解到：“虽然在CT或是核磁共振检查的图像中，医生是可以看清病人患病器官的情况，但是在手术之前，如果医生手中能有一个器官 实物 ，用来规划或是演练一下，那么真正到了手术台上，就能驾轻就熟地进行手术，大大提高手术效率。”王洪凯说，团队所做的这款医疗影像3D打印建模软件，就是在现有的医学影像和3D打印机之间架起一座建模的“桥梁”。使用这款医疗影像3D打印建模软件，最终做出的3D模型的精细度还和患者的原始医疗影像的精确度以及3D打印机的性能、打印材料等诸多因素密切相关 在实际操作中，建模软件将医学影像提取后建模成三维模型。据王洪凯介绍：“相比国外的同类建模软件，这款软件的优势在于算法上的进步。具体说来，就是用更少的操作来建立更加复杂的3D模型，让医生在实际操作中更加简单、便捷。”目前，这款建模软件的精度可以达到毫米级，能满足目前医疗应用对建模精度的高标准要求。日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，3D打印机与普通打印机的工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料等，是实实在在的原材料。打印机与电脑连接后，通过电脑控制，把这些打印材料一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。因此，使用这款医疗影像3D打印建模软件，最终做出的3D模型的精细度还和患者的原始医疗影像的精确度以及3D打印机的性能、打印材料等诸多因素密切相关。同时，该软件支持多点触控技术和触控笔。触控笔拥有类似鼠标的功能，使该软件可以与平板电脑配合使用，并有效提高效率和准确度，真正实现了便捷操作。目前，该软件已经应用于多家医院的临床试验中。