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3D打印帮忙 丈夫帮妻子完成高风险手术

发布时间: 2015-01-30 07:01 来源: 中关村在线 作者: 宋达希 点击: 我要评论 条评论)
2013年夏天的时候迈克尔终于恢复了健康。几年前,他疾病缠身,不得不辞去了自己热爱的工作。痊愈之后,他自己建立了一个独立的的职业,专门处理3D模型,并帮助他的妻子帕梅拉。帕梅拉是一位心理治疗师,开发游戏成瘾的治疗方法。迈克尔的兴趣是技术,而不是医学,但是在他分析数据的过程中却经常遇到疾病和康复的问题。一开始的时候,迈克尔并没有意识到这一问题对他的研究有多大的影响,直到当年夏天,他开始发展3D设计,3D扫描和3D打印。在2013年8月份时,也就是在迈克尔这一新的项目开始有所起色的时候,帕梅拉开始感到头部疼痛。

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帕梅拉的脑部肿瘤手术多亏了她的丈夫迈克尔在3D打印技术上的精研

头疼在常人看来可能并没有什么大碍,但是因为帕梅拉几个月前刚刚做了甲状腺切除手术,所以对身体的些微状况都需要密切关注,以免并发症的发生。迈克尔说服妻子做了核磁共振检查,扫描结果是在帕梅拉左眼后部三公分的位置长了一颗肿瘤。他们被这一结果吓坏了,但是看过的报告的神经学医生却说这是妇女常见的疾病,并建议帕梅拉在一年之内进行再次的检查。

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头骨3D建模

最近的一次甲状腺手术告诉这对夫妻,要想得到最好的治疗效果就要积极主动的去获取治疗信息。典型的甲状腺切除手术因为要从喉部开刀,所以需要一个长期艰难的康复过程,并且会留下很大的疤痕。但是当迈克尔夫妇寻找其他治疗办法的时候,他们发现了一种可以避免这些结果的一个方案。在加利福尼亚的美国匹兹堡大学,有一个专门针对人头颈外科的研究中心。在那里,医生将机械手臂按比例缩小,使其比人手能更加精准的进行手术。因为迈克尔夫妇在研究医学的两个前沿技术,以及考虑到自己研究的重要性,因此在医生告诉他们等等的时候,他们就把MRI发给了全国中此医学领域的一些神经学专家。几乎所有的人都一致认为,帕梅拉需要手术治疗。

迈克尔要求得到帕梅拉的DICOM文件(一种用于医疗成像的数据格式),这样他就能在家里研究帕梅拉的病情。这是非常关键的一步。几个月之后,迈克尔得到了另外一个MRI,放射科医生却给出了一个骇人听闻的报告:肿瘤已大幅度增长,这表明了比诊断初期的结果更严重的事情发生了。但是回到家后,迈克尔用Photoshop软件将新的DICOM文件图层覆盖到之前的图层上,之后发现肿瘤实际并没有增长,放射科医生只不过相比之前看,换了一个点进行了测量而已。迈克尔非常的生气,并下决心要亲自治疗帕梅拉的病。“我当时想,我们为什么不把它带到一个新的水平?”迈克尔说。“让我们看看,我们可以利用什么工具,我们可以用DICOMs,这是2D的切片软件,之后可以将其转换成3D模型。”这个决定改变了一切。

迈克尔是前空军技术和软件工程师,以及3D成像的爱好者,相比其他人来讲他掌握了大多数人不具备的医疗诊断技术。目前医疗保健领域已经取得突破性进展,医疗工具及辅助软件都得到了提升,也就意味着国家的最先进的医疗保健变得更加便宜,更加快捷,覆盖面更加广泛,更重要的是,这意味着我们能用这些工具来保障我们自己的健康。

3D打印已经为医疗领域带来了一些惊人的变化,但还是在起步阶段。在中国和澳大利亚,有些3D打印的植入物已经获得批准,已经已经可以应用3D打印植入物代替癌变畸形的骨骼,及定制钛骨盆,肩膀和脚踝,采用3D打印技术制作这些植入物的速度和精度是以前根本想象的。由英国和马来西亚的研究人员组成的团队使用多材料3D打印机打造了与现实质感一致的皮肤,颅骨,大脑及有肿瘤的脑部,使学生能够安全的练习高风险手术。在美国,密歇根大学的两位医生为两个年幼的孩子定制了气管夹板。夹板允许气管肌肉的发展,并为他们做支撑,这样气体将会安全的吸入到孩子的体内。目前最广泛的应用之一,也是最简单的一种是为患者定制CT扫描器官的3D打印的精确模型,使医生可以进行缜密的术前方案的规划,为外科手术做好充足的准备。做这些的必需软件和设备都是可以轻易获得的——爱荷华大学的一位外科医生找到了当地拥有一台打印机的珠宝制作商,并说服他在其业余时间为大学打印心脏。

迈克尔想要一个帕梅拉的头盖骨实际模型,以便对肿瘤的位置,大小做准确测量,找到最佳的治疗方法。对于像帕梅拉这样的肿瘤,也被称为脑膜瘤,标准的手术是需要开颅,将颅骨切开进行手术。因为帕梅拉的肿瘤长在其大脑内部,所以需要将其取出。医生不得不将她的大脑进行些微的移位。所以手术风险是非常大的。可能导致神经损坏,病人也就可能会失去嗅觉,味觉,甚至导致失明。

迈克尔下载了一个叫做Invesalius的软件,这个软件是由巴西的一个研究中心研发,专门用来将MRI和CT扫描数据转换为3D图像的软件。他用这个软件将帕梅拉的数据转换成了3D图像,使得他能够在任何角度观察肿瘤。之后他将此3D图像分享给了全国的外科医生,希望能够找到愿意尝试新的手术方法的医生。不出意料的是,他找到了在UPMC的一个愿意尝试的医生,帕梅拉的甲状腺切除手术就是在哪里进行的。以为神经科医生同意用他的MakerBot3D打印机打印帕梅拉的等比例头骨。这个3D打印的头骨帮助了医生定制了一套全新的,创伤最小,风险最小的手术方案。

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借助3D打印头骨帕梅拉的手术风险被降低到最小

巴顿医生说“使用3D打印来帮助制定手术解决方案,并向患者讲解病情,在未来是一个新的标准。”这种形式将来会快速的投入市场。巴顿医生说3D打印在医疗领域的大门正在想迈克尔这样具有创新和挑战意识的人打开,3D打印能够加速医疗领域的产品,工具,设备的生产过程。“你现在通过3D打印能够做的事就像你能够在软件世界能够做的事情一样:快速复制,快速投放市场,”巴顿说“你能够打印原型,之后你就能打印出器官模型来进行测试。将来会在动物手术上先将这些想法进行测试,之后在进行人体试验。”

尝试,测试和研究是关键:医学创新中心实验室的一个重要角色就是带领具有创新意识的人冲破传统常规观念的束缚。“这个领域非常广阔,同事压力也是非常之大”Patton说道,这也是为什么非常多的想法最终都没有实现的原因。他非常期待有一天能够在家里扫描损坏的骨头之后再用3D打印机将其打印出来。

更实际的是,医生可以使用手持医疗成像设备,使用超声波扫描仪生成3D图像,再将图像数据发送给云打印服务站。一家名为蝴蝶网络的公司最近获得了1亿美元的资金来进行云打印服务的建设,能够自动识别和诊断某些病情,例如一个未出生婴儿的腭裂。随着时间的推移和研究的深入,其能够自动诊断越来越多的病情。

迈克尔也发展了类似蝴蝶网络的医疗产品设备公司,结合便携式三维扫描仪与医生和病人分享图像模型。他也变得更加关注教育,组织了一个3D播客的组织,经常邀请医生来演讲讨论。最近他组织了一个免费的3D医学研讨会。

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3D打印头骨的预判使得整个手术非常成功

帕梅拉在2014年5月完成了肿瘤切除手术。手术进行了8个小时,95%的肿瘤被切除。3个星期之后,她说伤疤小的只有她自己能够看到。

(感谢北京威控睿博科技有限公司供稿)

(责任编辑:单刀)
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