研究团队更接近3D打印生命器官

科罗拉多大学的一组研究人员开发了一种新的策略，可以将CT或MRI扫描等医学图像转换为计算机上极其详细的3D模型。这一进步标志着朝着打印逼真的人体解剖结构的方向迈出了重要一步，医学专业人员可以在现实世界中挤压、戳戳和刺激。

研究人员在12月发表在该杂志上的一篇论文中描述了他们的研究结果3D打印和增材制造．

这一发现源于科罗拉多大学博尔德分校和科罗拉多大学安舒茨医学院的科学家们的合作，旨在解决医学界的一个主要需求:长期以来，外科医生在进入手术室之前一直使用成像工具来规划他们的手术过程。但你不能触摸核磁共振扫描，机械工程助理教授、这项新研究的资深作者罗伯特·麦克迪(Robert mcaccurdy)说。

他的团队想要解决这个问题，为医生们提供一种新的方法来打印逼真的、可理解的病人身体各个部位的模型，精确到微小血管的细节——换句话说，这是一个完全由柔软可弯曲的聚合物制成的你自己的肾脏模型。

这篇新论文的资深作者、科罗拉多大学博尔德分校机械工程助理教授罗伯特·麦考迪(Robert MacCurdy)说:“我们的方法解决了手术前为外科医生和患者提供对患者特定解剖结构更深入了解的关键需求。”

最新的研究让该团队离实现这一目标更近了一步。在这篇文章中，mcaccurdy和他的同事们提出了一种方法，利用扫描数据来绘制由数十亿个体积像素(或“体素”)组成的器官地图，就像组成数码照片的像素一样，只是三维的。

研究人员目前正在试验如何使用3D打印机将这些地图转换成比现有工具更准确的物理模型。

“在我的实验室里，我们寻找替代的表现方式，以满足而不是中断外科医生的思维过程，”雅各布森说，他是Inworks创新计划的临床设计研究员。“这些表象成为想法的来源，帮助我们和我们的外科合作者看到更多可用数据，并对其做出反应。”

切橘子

人体器官是复杂的——由组织网络、血管、神经等组成，都有自己的纹理和颜色。

目前,医学专家尝试使用“边界表面”映射来捕获这些结构，本质上，它将一个对象表示为一系列表面。

麦克迪说:“现有的方法只考虑橙子的外部皮，就可以代表整个橙子。”“从这个角度看，整个橙子都是果皮。”

相比之下，他的团队的方法全是多汁的内部。

该方法从医学数字成像和通信(DICOM)文件开始，这是CT和MRI扫描产生的标准3D数据。mcaccurdy和他的同事使用定制软件，将这些信息转换成体素，本质上是将器官切成体积比普通泪滴小得多的小方块。

麦科迪说，该小组可以在不丢失任何器官信息的情况下完成所有这些工作，这在现有的测绘方法中是不可能的。

为了测试这些工具，研究小组采集了人类心脏、肾脏和大脑的真实扫描数据，然后为每个结构绘制了一张地图。由此产生的地图足够详细，例如，他们可以区分肾脏的肉质内部(髓质)和外层(皮质)——两者在人眼看来都是粉红色的。

麦科迪说:“外科医生不断地接触和接触组织，所以我们想给他们提供视觉和触觉兼得的模型，尽可能地代表他们将面对的情况。”