Mayo Clinic 的 3D 解剖建模实验室正在发明如何使用 3D 打印进行手术规划和指导。在 Mayo Clinic 接受新的、罕见的或复杂的手术的人可能会受益于该诊所在 3D 解剖模型方面的专业知识。实验室构建的模型还有助于患者和医学教育。
Dr.医学博士 Jane Matsumoto 指出屏幕上的 MRI 扫描将被分割以创建可发送到打印机的实体 CAD 模型从 2003 年左右开始，医学博士 Jonathan Morris M.D. 和同事 Jane 博士儿科放射科医生 Matsumoto M.D. 开始探索如何传达 MRI、X 射线和 CAT 扫描中包含的详细、复杂的信息（参见第 59 页）。制造工程讨论了成功3D 打印应用中的问题和挑战。
制造工程：我们有机会详细讨论了 3D 打印给 Mayo Clinic 带来的机遇，以及您的团队将如何在 2020 年扩展。然而，挑战仍然存在。一旦你做了一些事情，就不可避免地会发现更好的方法和存在的瓶颈。您面临的挑战是什么？
Dr. Jonathan Morris M.D.：一个是分割。
ME：因此，对于我们的读者来说，分割是解释数据以创建独立但完整的骨骼结构、静脉和动脉、器官和其他对象模型的过程，例如人体中的肿瘤。
莫里斯：是的，从获得 CT 扫描到获得模型的时间仍然很长。大多数现有的分割算法都是基于 CT 扫描的密度或 MRI 扫描的信号强度，而不是基于解剖学。他们没有任何聪明之处.所以，我们最终花了很多时间来进行分割，在对象周围画了很多线。这可能会丢失得更快。
这一切都始于获得放射学研究。也就是说，创建专门用于创建 3D 打印模型的放射学研究，并考虑到细分。这可能会导致扫描花费更少的时间来分割。 [但相反] 您将患者置于手术室而不是扫描仪中。
然后 [另一个挑战] 是创建对放射学更友好、对医生更友好的分割软件友好的。大多数软件，[使用]诸如倒三角形、网格和修复网格的工具之类的东西。这些用于细分，但这些不是医生习惯使用的术语。因此，许多早期的行业人士，他们只是学会了如何做这一切。
但是，如果你说，“我们将把它扩展到整个国家，到我们所在的地方将获得来自放射学扫描的 3D 打印模型的报销，”好吧，[软件] 将必须存在于放射科医生居住的地方。在放射科医生使用的工具集中。
3D 解剖建模实验室的工作人员制作了详细而准确的模型，包括Brenda Thompson、Cathy Iverson、Eric Erie、Andrew Duit 和 Scott Christian。
我们[在 Mayo 3D 解剖建模实验室] 使用 Materialise。它已获得 FDA 批准，非常棒。它在西门子软件中，但其他公司，如 GE，以及飞利浦、西门子、佳能正在致力于在他们的放射学软件中 [创建那种软件]。这样您就可以从嵌入医学的放射学软件包变成 3D 打印机。
因此，细分瓶颈正在得到解决，但这是一条出路。对于每一个解剖学，适用于每种病理学。
ME：您认为哪些新技术可以提供帮助？
Morris：我认为部分 [部分] 解决方案是我们正在创造一些人工智能或机器学习算法，利用我们分割的所有数据，并开始构建算法，让计算机可以自己做很多事情。
ME：3D 打印设备本身是否存在挑战?
莫里斯：打印机的可靠性存在挑战。我们使用多种不同类型的打印机。我们有聚合物打印机、粉末打印机、长丝打印机。他们都做了一些独特的事情。他们中的每一个都具有不同级别的可靠性，每家公司都可以提供不同级别的服务。
当打印机确实出现故障时，将其恢复正常运行一直是一项挑战。这就是我们构建自己的内部基础设施的原因。我们必须这样做，因为我们必须保持打印机正常运行。 W我们不像一家汽车公司，买了五台打印机，如果有两台坏了，那也没关系，因为我们有额外的产能。许多使用它的人购买的东西比他们需要的要多，因为他们知道会有一定的停机时间。为什么？因为 [这些机器] 没有像铣床那样的六西格码可靠性。因此，提高打印机的可靠性绝对是一项挑战。
ME：可以想象打印速度可能也在您的脑海中。
Morris：要获得多色、多-一个成人的材料骨盆[例如]，带有肿瘤和血管，打印大约需要 72 小时。那对我们来说太长了。所以打印机时间将不得不下降。 [与此同时]，能够进行更快的后处理并更好地去除支撑材料。使用跨入多材料、多色打印机系列的水溶性支撑材料——您可以将模型放入 [水中] 并浸泡支撑垫串行的。那太好了，因为我们花了很多时间去除支撑材料。
ME：围绕 3D 打印的法规是否对您的工作构成挑战？
Morris：我们不得不建立应对监管环境的国家基础设施。我们一直在与 FDA 合作，他们是非常棒的合作伙伴。有时 FDA 的名声不好，但我想说的是，在我们的 3D 打印社区中，与 FDA 的合作非常愉快。
我：可能许多监管问题都涉及询问正确的
莫里斯：一些问题包括什么是监管途径、什么是最小风险、医疗实践范围涵盖什么，以及您应该如何对制造的 2 类医疗设备进行灭菌现场。我们以前从来没有以任何大规模的方式做到这一点——它都是小规模的。现在做[3D打印]的人多了。美国20家顶级医院都在做[用于手术规划的 3D 打印。]越来越多的人正在培养这样做的能力。因为在现实中，如果您有可以创建 STL 文件的放射科医生软件，并且可以使用低成本打印机，那么您就参与其中了。
因此，一些必须回答的问题包括：如何应该治理吗？谁应该管理它或监管它？谁应该来认证我们？
这已经适用于我们的 CT 扫描仪、我们的乳腺 X 光检查装置或 MRI。他们都必须获得美国放射学院的认证，证明他们言出必行。那么，哪个管理机构证明了这一点？没有。
有人会在某个时候对此进行监管。不仅从 FDA 的角度，而且从医学实践的角度来看，如果您在医院制造，您确实遵守了某些协议，遵守了某些质量控制系统。
ME：这是一个如此新的领域，可能很容易想象找到合适的人任何一种经验都是一种挑战。
莫里斯：[存在]招聘人员的挑战。我们聘请了两名生物医学工程师，两人加三人，进入临床部门。我们向该机构证明，这对患者护理具有重要价值。并且有某些迹象表明，我们在为患者提供护理的同时也在节省资金。因为他们必须批准在临床部门工作的人员的这些全职当量 (FTE)，这在传统模式中不会产生临床收入。
当机构开始将这些其他人员引入系统时一种非传统的收入模式，它必须拥有具有大局观的领导者。该机构需要在某些情况下看到在临床部门拥有工程师的价值的领导者。这是另一个挑战。
