大連理工大學(xué)19日對外宣布，該校電子信息與電氣工程學(xué)部生物醫(yī)學(xué)工程系副教授王洪凱率領(lǐng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)發(fā)明醫(yī)療影像3D打印建模軟件，將最新的醫(yī)學(xué)影像處理技術(shù)與3D打印技術(shù)相結(jié)合，為病人量身訂制器官模型，用于外科手術(shù)計(jì)劃的制定。

據(jù)介紹，傳統(tǒng)醫(yī)療手段是基于醫(yī)學(xué)二維圖像的科學(xué)分析，王洪凱團(tuán)隊(duì)開發(fā)的醫(yī)療影像3D打印建模軟件，將原本只能在顯示器上顯示的醫(yī)學(xué)圖像轉(zhuǎn)化為三維結(jié)構(gòu)，通過3D打印技術(shù)打印器官模型，為醫(yī)生能夠更好地了解患者解剖結(jié)構(gòu)提供依據(jù)，并幫助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃和手術(shù)演練。

圖為團(tuán)隊(duì)學(xué)生在操作軟件

建模軟件是將3D技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在通過CT、核磁等影像設(shè)備得到患者原始的醫(yī)療圖像后，建模軟件將對圖像進(jìn)行處理。此番王洪凱團(tuán)隊(duì)發(fā)明的建模軟件采用交互式圖像分割算法，具有豐富的醫(yī)療影像分割建模功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對多種臨床數(shù)字醫(yī)療影像的處理。

“軟件分割與建模方法的優(yōu)劣將直接決定最終模型的形狀和質(zhì)量，這款建模軟件分割精度可以達(dá)到毫米級，與醫(yī)學(xué)圖像的精度相同，滿足了醫(yī)療應(yīng)用對建模精度的高標(biāo)準(zhǔn)要求。”王洪凱說。

此外，該軟件還支持多點(diǎn)觸控和觸控筆，有效提高了手術(shù)效率和準(zhǔn)確度。

3D打印技術(shù)是一種與傳統(tǒng)的材料去除加工方法截然相反的，通過增加材料、基于三維模型數(shù)據(jù)，直接制造與相應(yīng)數(shù)字模型完全一致的三維物理實(shí)體模型的制造方法，目前在在工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑業(yè)、制造業(yè)、土木工程等領(lǐng)域均有所應(yīng)用。在國內(nèi)，傳統(tǒng)醫(yī)療手段是基于醫(yī)學(xué)二維圖像的科學(xué)分析，將3D打印技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域還處于空白。針對國內(nèi)沒有一款對各種類型醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行精確分割建模的軟件，王洪凱副教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)的醫(yī)療影像3D打印建模軟件，將原本只能在顯示器上顯示的醫(yī)學(xué)圖像轉(zhuǎn)化為三維結(jié)構(gòu)，通過3D打印技術(shù)打印器官模型，為醫(yī)生能夠更好地了解患者解剖結(jié)構(gòu)，幫助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃和手術(shù)演練，并在手術(shù)過程中對醫(yī)生進(jìn)行輔助，為手術(shù)和治療提供了更為準(zhǔn)確的依據(jù)，提高了復(fù)雜手術(shù)的成功率。

建模軟件是將3D技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在通過CT、核磁等影像設(shè)備得到患者原始的醫(yī)療圖像后，建模軟件對圖像進(jìn)行處理，軟件分割與建模方法的優(yōu)劣將直接決定最終模型的形狀和質(zhì)量是否滿足要求，軟件操作的難度關(guān)系著對操作人員專業(yè)水平的要求，并將影響模型制作流程所需要的時間和大規(guī)模推廣的難易程度。王洪凱副教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)的軟件采用交互式圖像分割算法，具有豐富的醫(yī)療影像分割建模功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對多種臨床數(shù)字醫(yī)療影像的處理，既滿足了醫(yī)療應(yīng)用對建模精度的高標(biāo)準(zhǔn)要求，又使得大規(guī)模的模型制作成為可能。該軟件還支持多點(diǎn)觸控和觸控筆，有效提高效率和準(zhǔn)確度，真正實(shí)現(xiàn)了簡單便捷操作。目前，該軟件分割精度可以達(dá)到毫米級，與醫(yī)學(xué)圖像的精度相同。

隨著3D打印上下游產(chǎn)業(yè)鏈以及硬件設(shè)施的不斷完善，這一軟件應(yīng)用在手術(shù)輔助以及手術(shù)指導(dǎo)領(lǐng)域有著巨大的市場，對腦手術(shù)，心臟手術(shù)，支架手術(shù)，及其它外科手術(shù)帶來革命性影響。目前，該軟件已經(jīng)應(yīng)用于河南省腫瘤醫(yī)院、河南醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院、徐州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院等多家醫(yī)院的手術(shù)過程中。