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為病人量身製作器官模型可提高手術成功率

為病人量身製作器官模型可提高手術成功率

本報訊將3D列印技術大規模應用於醫療領域,在大連理工大學實現了新突破。記者4月19日從大連理工大學獲悉,該校電子信息與電氣工程學部生物醫學工程系副教授王洪凱率領學生團隊發明了醫療影像3D列印建模軟體,將最新的醫學影像處理技術與3D 列印技術相結合,為病人量身定製器官模型,用於外科手術計劃的制定。

3D列印技術是一種與傳統的材料去除加工方法截然相反的,通過增加材料、基於三維模型數據,直接製造與相應數字模型完全一致的三維物理實體模型的製造方法,目前在工業設計、建築業、製造業、土木工程等領域均有所應用。在國內,傳統醫療手段是基於醫學二維圖像的科學分析,將3D列印技術大規模應用於醫療領域還處於空白。針對國內沒有一款對各種類型醫學影像進行精確分割建模的軟體,王洪凱團隊開發的醫療影像3D列印建模軟體,將原本只能在顯示器上顯示的醫學圖像轉化為三維結構,通過3D列印技術列印器官模型,使醫生能夠更好地了解患者解剖結構,幫助醫生進行手術規劃和手術演練,並在手術過程中對醫生進行輔助,為手術和治療提供了更為準確的依據,提高了複雜手術的成功率。

建模軟體是將3D技術應用於醫療領域的關鍵環節。在通過CT、核磁等影像設備得到患者原始的醫療圖像后,建模軟體對圖像進行處理,軟體分割與建模方法的優劣將直接決定最終模型的形狀和質量是否滿足要求,軟體操作的難度關係著對操作人員專業水平的要求,並將影響模型製作流程所需要的時間和大規模推廣的難易程度。王洪凱團隊開發的軟體採用互動式圖像分割演算法,具有豐富的醫療影像分割建模功能,能夠實現對多種臨床數字醫療影像的處理,既滿足了醫療應用對建模精度的高標準要求,又使得大規模的模型製作成為可能。該軟體還支持多點觸控和觸控筆,有效提高效率和準確度,真正實現了簡單便捷操作。目前,該軟體分割精度可以達到毫米級,與醫學圖像的精度相同。

隨著3D列印上下游產業鏈以及硬體設施的不斷完善,這一軟體應用在手術輔助以及手術指導領域有著巨大的市場,對腦手術、心臟手術、支架手術及其他外科手術帶來革命性影響。目前,該軟體已經應用於河南省腫瘤醫院、河南醫科大學第一附屬醫院、徐州醫學院附屬醫院等多家醫院的手術過程中。

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