上圖 從掃描數(shù)據(jù)開始,3D打印就進入骨外科領域。A-測試;B-設計;C-建模。
下圖 應用3D打印技術創(chuàng)建的醫(yī)療模型可用于教育、手術仿真、骨板預彎、實驗測試、診斷結論等。A-由CT圖像作骨骼和皮膚的分割;B-由3-matic創(chuàng)建與處理三維模型;C-三維打印。
“沒有金剛鉆,別攬瓷器活。傳統(tǒng)的CAD不是為3D打印而設計!北壤麜rMaterialise公司印在企業(yè)宣傳冊上的這句話意味深長。事實上,突出的“專業(yè)”特性已經成為近些年Materialise公司3D打印軟件開拓中國市場的法寶利器。
在“新工業(yè)革命與增材制造國際研討會”上,Materialise公司執(zhí)行副總裁巴特·舒仁對記者反復強調,傳統(tǒng)的工業(yè)設計軟件CAD是基于完全光滑的平面來設計的,但是3D打印需要建立一個立體的模型。在醫(yī)療、制造工業(yè)等專業(yè)領域,如果用CAD設計所需要的部件,最終拿到的模型可能和計算機展示出來的設計會有差異。
“Materialise公司從事3D打印專業(yè)軟件開發(fā)已經有20多年,Mimcs、Magics等專業(yè)軟件在業(yè)內被廣泛使用。我們國家在這方面做的很少。例如,醫(yī)用數(shù)據(jù)處理、醫(yī)用器件設計,我國大都采用國外的軟件。”清華大學機械工程系教授林峰對記者說。
記者就這一問題向上海交通大學教授王成燾求證。對于3D打印在醫(yī)學領域應用,王成燾已經研究了有20多年。他解釋說,骨科手術治療包括很多環(huán)節(jié),如前期的手術規(guī)劃、手術模板的制作、植入體的制作等。將3D打印應用于臨床治療,能夠利用CT數(shù)據(jù)建立3D模型,一比一模擬患者骨頭的狀態(tài)。這樣就可以更加科學地進行手術規(guī)劃,個性化定制植入體,并根據(jù)模板精準切割,讓手術更加精細!霸谟跋裉幚、整體設計、數(shù)據(jù)建模等鏈條中,社會上成熟的軟件很多,我們不必樣樣都做。我們重點是做手術規(guī)劃。”王成燾說。
“不由他們做,總得有人做!睒I(yè)內人士告訴記者,問題的關鍵是我國缺少能夠開發(fā)這類軟件的復合型人才。
林峰認為,我國長期的學科分割是造成這種狀況的根本原因!案汜t(yī)的、搞軟件的、搞制造的,各搞一攤。但做這類軟件設計不僅要懂醫(yī)學、要了解臨床治療的需求,還要懂CT醫(yī)學影像、成型原理、數(shù)據(jù)建模,等等。這需要多學科的交叉,綜合開發(fā)!
巴特·舒仁介紹,Materialise公司正在開發(fā)設計一種軟件,幫助醫(yī)生精準了解患者的個體特征,選擇合適的材料,設計制作植入體,降低植入體的硬度,減少它對患者自身骨頭的磨損。而在這項軟件開發(fā)過程中,就涉及到了化學、材料、機械、生命信息、軟件設計等等多種學科。
“對3D打印專業(yè)領域軟件設計所需的人才,我們大致可以分為三類:軟件設計類、行業(yè)領域類和材料科學類!辟惖现菐燔浖c信息服務業(yè)研究所高級分析師張鼎認為,在培養(yǎng)復合型人才中,行業(yè)領域的人才和研究3D打印材料的人才更為重要。他說,“軟件設計是把行業(yè)的需求轉化為計算機語言,它只是一種工具和手段。要解決不同行業(yè)的問題必須讓‘軟件人研究行業(yè),軟件人進入行業(yè)’!
張鼎提出,人才培養(yǎng)需要一個長期的過程,為了解決當前3D打印專業(yè)領域軟件設計人才不足的問題,可以通過行業(yè)聯(lián)盟等方式促進不同領域的合作,促進從用戶需求開始的定制化軟硬件設計體系的建立。
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