上圖 從掃描數(shù)據(jù)開(kāi)始,3D打印就進(jìn)入骨外科領(lǐng)域。A-測(cè)試;B-設(shè)計(jì);C-建模。
下圖 應(yīng)用3D打印技術(shù)創(chuàng)建的醫(yī)療模型可用于教育、手術(shù)仿真、骨板預(yù)彎、實(shí)驗(yàn)測(cè)試、診斷結(jié)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(méi)有金剛鉆,別攬瓷器活。傳統(tǒng)的CAD不是為3D打印而設(shè)計(jì)!北壤麜r(shí)Materialise公司印在企業(yè)宣傳冊(cè)上的這句話(huà)意味深長(zhǎng)。事實(shí)上,突出的“專(zhuān)業(yè)”特性已經(jīng)成為近些年Materialise公司3D打印軟件開(kāi)拓中國(guó)市場(chǎng)的法寶利器。
在“新工業(yè)革命與增材制造國(guó)際研討會(huì)”上,Materialise公司執(zhí)行副總裁巴特·舒仁對(duì)記者反復(fù)強(qiáng)調(diào),傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件CAD是基于完全光滑的平面來(lái)設(shè)計(jì)的,但是3D打印需要建立一個(gè)立體的模型。在醫(yī)療、制造工業(yè)等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域,如果用CAD設(shè)計(jì)所需要的部件,最終拿到的模型可能和計(jì)算機(jī)展示出來(lái)的設(shè)計(jì)會(huì)有差異。
“Materialise公司從事3D打印專(zhuān)業(yè)軟件開(kāi)發(fā)已經(jīng)有20多年,Mimcs、Magics等專(zhuān)業(yè)軟件在業(yè)內(nèi)被廣泛使用。我們國(guó)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(shè)計(jì),我國(guó)大都采用國(guó)外的軟件!鼻迦A大學(xué)機(jī)械工程系教授林峰對(duì)記者說(shuō)。
記者就這一問(wèn)題向上海交通大學(xué)教授王成燾求證。對(duì)于3D打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用,王成燾已經(jīng)研究了有20多年。他解釋說(shuō),骨科手術(shù)治療包括很多環(huán)節(jié),如前期的手術(shù)規(guī)劃、手術(shù)模板的制作、植入體的制作等。將3D打印應(yīng)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(xué)地進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃,個(gè)性化定制植入體,并根據(jù)模板精準(zhǔn)切割,讓手術(shù)更加精細(xì)。“在影像處理、整體設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)建模等鏈條中,社會(huì)上成熟的軟件很多,我們不必樣樣都做。我們重點(diǎn)是做手術(shù)規(guī)劃!蓖醭蔂c說(shuō)。
“不由他們做,總得有人做。”業(yè)內(nèi)人士告訴記者,問(wèn)題的關(guān)鍵是我國(guó)缺少能夠開(kāi)發(fā)這類(lèi)軟件的復(fù)合型人才。
林峰認(rèn)為,我國(guó)長(zhǎng)期的學(xué)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(lèi)軟件設(shè)計(jì)不僅要懂醫(yī)學(xué)、要了解臨床治療的需求,還要懂CT醫(yī)學(xué)影像、成型原理、數(shù)據(jù)建模,等等。這需要多學(xué)科的交叉,綜合開(kāi)發(fā)。”
巴特·舒仁介紹,Materialise公司正在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種軟件,幫助醫(yī)生精準(zhǔn)了解患者的個(gè)體特征,選擇合適的材料,設(shè)計(jì)制作植入體,降低植入體的硬度,減少它對(duì)患者自身骨頭的磨損。而在這項(xiàng)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中,就涉及到了化學(xué)、材料、機(jī)械、生命信息、軟件設(shè)計(jì)等等多種學(xué)科。
“對(duì)3D打印專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域軟件設(shè)計(jì)所需的人才,我們大致可以分為三類(lèi):軟件設(shè)計(jì)類(lèi)、行業(yè)領(lǐng)域類(lèi)和材料科學(xué)類(lèi)。”賽迪智庫(kù)軟件與信息服務(wù)業(yè)研究所高級(jí)分析師張鼎認(rèn)為,在培養(yǎng)復(fù)合型人才中,行業(yè)領(lǐng)域的人才和研究3D打印材料的人才更為重要。他說(shuō),“軟件設(shè)計(jì)是把行業(yè)的需求轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,它只是一種工具和手段。要解決不同行業(yè)的問(wèn)題必須讓‘軟件人研究行業(yè),軟件人進(jìn)入行業(yè)’!
張鼎提出,人才培養(yǎng)需要一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,為了解決當(dāng)前3D打印專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域軟件設(shè)計(jì)人才不足的問(wèn)題,可以通過(guò)行業(yè)聯(lián)盟等方式促進(jìn)不同領(lǐng)域的合作,促進(jìn)從用戶(hù)需求開(kāi)始的定制化軟硬件設(shè)計(jì)體系的建立。
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