MIT開(kāi)發(fā)新系統(tǒng)可加速M(fèi)RI掃描數(shù)據(jù)向3D可打印模型的轉(zhuǎn)化

在過(guò)去的幾年里，3D打印已經(jīng)引發(fā)了全世界的醫(yī)學(xué)革命。許多手術(shù)因?yàn)橥饪漆t(yī)生提前利用3D打印進(jìn)行了模擬演練而大獲成功，眾多患者的生命也因此得到了拯救。這些模型通常是根據(jù)CT或MRI的掃描數(shù)據(jù)建立的，而一直以來(lái)，將這些龐大的掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為復(fù)雜的可打印3D模型都需要耗費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。不過(guò)現(xiàn)在，這種狀況即將得到改變，因?yàn)槁槭±砉W(xué)院（MIT）和波士頓兒童醫(yī)院已經(jīng)聯(lián)手開(kāi)發(fā)出了一套高效的系統(tǒng)，可以在僅僅數(shù)小時(shí)內(nèi)就將MRI的掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為3D可打印模型。

在這里首先要解釋一下，MRI掃描數(shù)據(jù)是由三維模型，比如人體的一系列截面組成的，它最終的樣子就是一系列帶有可見(jiàn)的明暗區(qū)域的橫截面照片。這些區(qū)域?qū)τ谟?jì)算機(jī)視覺(jué)來(lái)說(shuō)很難精確定位，同時(shí)相應(yīng)的算法也不能很好地生成精確的模型。盡管用通用模型，比如人類(lèi)心臟模型來(lái)增強(qiáng)算法可以提高精確度，不過(guò)這對(duì)于手術(shù)需要面對(duì)的不規(guī)則的實(shí)際心臟通常沒(méi)什么作用，還可能讓事情變得更糟。

那么怎樣將MRI數(shù)據(jù)變?yōu)?D可打印模型呢？實(shí)際上，這需要設(shè)計(jì)師利用上面提到的橫截面以手工制作的方式完成，這一處理過(guò)程通常需要10個(gè)小時(shí)甚至更久。

據(jù)中國(guó)3D打印專(zhuān)業(yè)媒體平臺(tái)南極熊了解，新的系統(tǒng)之所以可以大幅縮短轉(zhuǎn)換時(shí)間是因?yàn)樗捎玫乃惴軌蚩焖偬幚泶蟛糠值臄?shù)據(jù)，如此一來(lái)就大幅減少了人工所需的時(shí)間。即便人工只處理了1/9的區(qū)域，最后的結(jié)果也會(huì)非常好，因?yàn)樗惴ㄖ恍鑿娜繑?shù)百個(gè)橫截面中分割出14個(gè)補(bǔ)丁就足以生成90%的模型。

新的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)將在數(shù)周后舉行的“醫(yī)學(xué)圖像計(jì)算與計(jì)算機(jī)輔助干預(yù)國(guó)際大會(huì)”上正式亮相。它的第一開(kāi)發(fā)者是來(lái)自MIT電子工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系的研究生Danielle Pace，她帶頭完成了分析軟件的開(kāi)發(fā)。另一位關(guān)鍵人物是波士頓兒童醫(yī)院的物理學(xué)家Medhi Moghari，他開(kāi)發(fā)出了優(yōu)化掃描精度的程序。至于最后的臨床測(cè)試，則是由醫(yī)院的心臟病專(zhuān)家Andrew Powell完成的。整個(gè)項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)人是電子工程兼計(jì)算機(jī)科學(xué)教授Polina Golland，而所需的資金則來(lái)自波士頓兒童醫(yī)院和哈佛催化劑，后者是一項(xiàng)專(zhuān)注于臨床科學(xué)創(chuàng)新的基金項(xiàng)目。

盡管系統(tǒng)尚處于研發(fā)階段，它卻已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)很好的效果了。Golland表示，這套系統(tǒng)將令3D打印手術(shù)模型常規(guī)化，而不是像現(xiàn)在這樣還是特例。另外，系統(tǒng)所采用的算法將有可能通過(guò)增加補(bǔ)丁來(lái)進(jìn)一步提升處理橫截面的效率。它將于其它創(chuàng)新一同成為精確快速生成3D模型的關(guān)鍵。

via 3ders