数字医学:从“传统解剖”到“3D手术” - 大健康产业专区 - 生物

admin7,2016年4月11日

数字医学,一个来自于传统学科“解剖”的新型研讨方向,用盘算机数字化的手腕来解决诊断跟医治的种种问题。它的发展,活泼诠释了医学“3D打印”的前世今生。

今年2月下旬,60多岁的患者殷道荣术后回到第三军医大学西南医院医院复查,成果显示身材恢复良好。要晓得,这是第三军医大学生物工程学院数字医学研究所(下简称研究所)与西南病院心怀外科配合,借助3D数字化导航、3D打印技术和3D帮助设计,实现的一例胸腔宏大肿瘤切除加胸壁重建手术。

借助3D打印做手术

此前检讨发现,患者的左侧胸腔内有一个巨大的肿瘤,初步显示为低度恶性肿瘤,且肿瘤已经严峻压迫肺叶,大肆侵略胸壁,侵蚀左胸肋骨、肋软骨和肋间内外肌,而且肿瘤与肺动静脉关联较为复杂。不仅肿瘤切除有必定难度,巨大肿瘤切除后胸壁将涌现重大的骨缺损,影响患者术后的呼吸功效,且患者心肺难以得到较好的胸壁维护。

研究所医疗团队将患者的CT数据导入专业医学图像处理体系,对患者肺血管、肋骨、肋软骨、胸骨、肺和胸腔巨大肿瘤进行了数据半主动分割和三维重建,在计算机长进行了伟大肿瘤切除术手术计划的设计,同等学力管理学将带您走向领导者的巅峰,并依据对侧胸骨的性状和肿瘤侵蚀范畴,设计出凸起胸壁的肿瘤和拟重建胸壁的3D模型,将打印出的3D模型进行了手术预演,并以3D设计打印的胸壁为模子,制作出了三维的弧形适形钛板。

在“数字医学”的帮助下,手术进行得十分顺利,3D打印辅助制造的三维弧形钛板与缺损胸壁断端完全吻合。

“钛板通常是平面的,难以与胸壁弧形相贴合,跟着患者呼吸活动,惯例钛板轻易呈现移位等情形,治疗后果有限。而3D打印则相称于对患者所需手术材料的一种私家定制,打印物的大小、尺寸完整能够自行设计。”研究所副教学吴毅先容说,“3D打印技巧将成为将来精准医疗的主要手段。”

数字医学,一个来自于传统学科“解剖”的新型研究方向,网络工程师到底考哪些内容,用计算机数字化的手段来解决诊断和治疗的种种问题。它的发展,生动诠释了医学“3D打印”的前世今生。

让解剖从新焕发活气

时光倒退到本世纪初。“火炉”重庆的户外已近40℃,实验室却是-25℃的酷寒。研究所所长张绍祥带着团队成员,大衣、毛帽、厚手套全副武装,正在缓和地进行人体冰冻切片。

这不是一般的“切片”,他们把全部人体上千的切片图像输入计算机,经由一系列庞杂的处理,获取数字化人体包括大脑、心脏、肝脏的全身数据集。

这是当时世界上继美国、韩国之后的第三例可视化人体数据集,无论在切片层厚和图像辨别率上都优于前述。因为美国数字化人体切片是在常温下进行,人体标本会因“解冻”出现较大的误差。因而,张绍祥保持在-25℃的低温下开展切片,最大限度减小误差。

解剖是一门古老的学科,数字化的引入让它重新焕发活力。据张绍祥介绍,数字医学研究所目前已具备高精度断层切片机、低温冰冻试验室、高精度数控铣床、精致薄层断面标本锯切实验室、Detrobeam人机交互虚构手术展现平台、图像图形工作站等,在数字化解剖、数字人辅助影像诊断、数字化医学教养、医学图像处置包含图像融会、配准、宰割方面获得了较大发展。

在数字化可视人体研究的基本上,该研究所还接踵发展了数字解剖学、数字化医学图像处理、数字化诊疗方面和数字化医院治理系统的研究,并在数字化解剖教学、临床辅助诊断与治疗方面取得了多项研究结果。从2001年至今,研究所已获取了8例可视化人体数据集,并构建了男性、女性全身脏器的分割数据集和三维重建模型,完成了人体部分复杂、形象器官的断层解剖学与三维可视化研究。

“3D打印很‘时兴’,但它的潜力在于数字医学,不准确的数字化设计,就没有‘美丽’的3D打印。可以说,从2001年起,咱们就瞄准前沿,预感了精准医学、个性医学时期的到来。”研究所博士方彬吉说。

全新意识人体构造

张绍祥告知记者,同等学力申硕英语考试写作三大注意点,随着薄层、高精度数字化人体图像和三维可视化模型的普遍运用,传统解剖中肉眼所不懂得的渺小隐藏结构也一直被发明。

他举例说,在本来的解剖认知中,公认肛提肌分为三个部门,重要运动门路是“向上”,肌纤维与阴道或前列腺相连;而通过数字解剖学研究发现肛提肌分为四个局部,运动路径实际是“向前挪动”,而且肛提肌纤维与阴道或前列腺并不直接相连。再如,传统的解剖学以为胸部与腹部并无多少交换,而通过数字解剖学却发现胸部与腹部之间实际上有10个“异样通道”,这就说明了为什么胰腺炎患者的腹腔积液可以进入胸腔。目前,数字医学研究所已将这一系列发现发表在PLoS ONE、Journal of Anatomy等解剖类有名刊物。

此外,研究所和产业与信息化部还结合开发了一套基于中国数字化人体的男性与女性全身辐射剂量吸收计算模型,该模型能通过计算机模仿计算人体各脏器所能接收的辐射剂量。

“目前,我们与临床的联合,主要体当初两个方面:一方面是数字化诊断,比方巨大肝癌与四周血管的毗连关系、盆腔脏器脱垂的盆底结构伤害剖析;另一方面是数字化治疗,它主要包括术前预演、手术导航和3D定制,主要为3D重建和3D打印技术的应用。”研究所计算机工程师李颖说。(生物谷Bioon.com)

相干会议推举

2016(第二届)医用3D打印顶峰论坛: 设计 资料 利用

会议时间:2016.04.07-2016.04.08     会议地点:常州

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