神奇終將實現？3D技術接近可以列印栩栩如生的器官

科羅拉多大學的一個研究人員團隊開發了一種新技術，以將 MRI 掃描的醫學圖像轉換為詳細的 3D 電腦化模型，用於將醫學圖像（如CT或MRI掃描）轉換為電腦上令人難以置信的詳細3D模型，這一新進展是朝著為研究和醫學培訓創建逼真的人體器官3D模型邁出的重要一步，一旦技術全面成熟，器官捐贈可能將成為歷史

這一進展標志著朝著列印栩栩如生的人體解剖學表示邁出了重要一步，醫療專業人員可以在現實世界中創造奇跡。

研究人員在十二月發表在《3D列印和增材製造》雜誌上的一篇論文中描述了他們的結果。

這一發現源於CU Boulder和CU Anschutz醫學園區的科學家之間的合作，旨在解決醫學界的主要需求：外科醫生長期以來一直使用成像工具在XX手術室之前計劃他們的程序。

研究團隊希望解決這個問題，為醫生提供一種新的方法來列印患者身體各個部位的真實且可掌握的模型，包括他們微小血管的細節 - 換句話說，一個完全由柔軟柔韌的聚合物製成的你自己的腎臟模型。

他們的方法解決了在手術發生之前為外科醫生和患者提供對患者特定解剖結構的更深入理解的迫切需要。

最新的研究使團隊更接近實現這一目標。在其中，機械工程助理教授，新研究的資研究者Robert MacCurdyMacCurdy和他的同事提出了一種方法，使用掃描數據來開發由數十億體積像素或「體素」組成的器官圖譜 - 就像構成數碼照片的像素一樣，只有三維的。

研究人員目前正在試驗如何使用3D印表機將這些地圖轉換為比現有工具更準確的物理模型。

該項目由MacCurdy和CU Anschutz的Nicholas Jacobson領導，由AB Nexus資助，這是一項旨在刺激科羅拉多州兩個校區之間新合作的贈款計劃。

在他們的實驗室里，研究人員在尋找替代的表示方式，這些方式將促進而不是中斷外科醫生的思維過程，而是幫助研究人員和外科醫生合作者看到並應對更多可用數據中的內容。

像切橙子人體器官是複雜的——由組織、血管、神經等網路組成，它們都有自己的質地和顏色。

目前，醫療專業人員試圖使用「邊界表面」映XX來捕獲這些結構，該映XX本質上將對象表示為一系列表面。

MacCurdy打比方說道，將現有方法視為僅考慮外部橙皮來代表整個橙子，」MacCurdy說。新研究視整個橙子都是果皮。

人類腎臟橫截面的立體素圖

相比之下，他的團隊的方法都是多汁的內部。

該方法從醫學數字成像和通信（DICOM）文件開始，該文件是CT和MRI掃描產生的標準3D數據。使用定製軟體，MacCurdy和他的同事將這些信息轉換為體素，基本上將器官切成體積比典型淚滴小得多的小立方體。

而且，MacCurdy說，該小組可以做到所有這些，而不會在此過程中丟失有關器官的任何信息，這是現有映XX方法無法實現的。

為了測試這些工具，該團隊獲取了人類心臟，腎臟和大腦的真實掃描數據，然後為每個結構創建了地圖。由此產生的地圖足夠詳細，例如，它們可以區分腎髒的肉質內部或髓質，以及它的外層或皮層 - 兩者都在人眼中看起來是粉紅色的。

外科醫生不斷接觸組織並與組織互動，所以研究人員希望給他們提供視覺和觸覺的模型，並盡可能代表他們將要面對的東西。

定義軟組織：用於手術計劃的軟組織的點陣圖列印

由於當前建模範式和技術在準確性，質量和效率方面存在根本限制，3D列印用於手術計劃的幾乎所有應用都僅限於骨骼結構和複雜器官的簡單形態描述。

目前的方法在很大程度上忽略了對大多數外科專業至關重要的軟組織的構成，其中多個高解析度變化逐漸過渡到體積內部。與獨特器官相關的組織規模差異需要特別注意，以捕獲對外科手術至關重要的精細特徵。

研究人員提出了一種六材料點陣圖列印技術，用於直接從醫學圖像創建3D模型，該技術在空間和對比度解析度上優於當前的3D建模方法，並且包含以前無法實現的空間保真度以進行軟組織分化。