Beth Ripley jooksis koridorist värske südamega kardioloogi poole.
Talle seda näidates ta võttis selle ja hakkas seda üle vaatama, kontrollides ja sondeerides. Kardioloog tõdes kohe, et kuudepikkune planeerimine tuleb kõrvale heita. Tagasi joonestustahvli juurde.
Vaatlusalune süda oli patsiendi tegeliku linnukese täissuuruses 3D-mudel, mis pressiti välja Brighami ja naistehaiglas Bostonis, Massachusettsis. Radioloog Ripley oli koos raviarst Mike Steigneriga loonud kardioloogiameeskonna mudeli pärast seda, kui digitaalsed mudelid olid osutunud kirurgilise lähenemise visualiseerimisel ebaefektiivseks. Kui kardioloog sai KT-skaneeringute andmete põhjal maketi kätte, oli probleem päevaga selge.
Lihtsalt mudelit vaadates mõistis ta, et tõenäoliselt peaks lähenemine protseduurile muutuma minimaalselt invasiivsest kateteriseerimisest täielikult puhutud avatud südameoperatsioonini. Tegelikult oli tema meeskond hoidunud võimalikust komplikatsioonist, mida oleks ilma füüsilise mudelita ettenägematu.
Ripley ja teine Brighami ja naiste radioloog Tatiana Kelil on osa uuest ettevõtmisest, mida nimetatakse 3D Print For Health ja mis algas alles viis kuud tagasi. See on armuke töö, mida viiakse läbi vabal ajal, et ergutada arutelusid biomeditsiini 3D-printimise kogukonnas. Samuti teevad nad koostööd Brighami ja naistehaigla mitme kirurgi ja radioloogiga, uurides, kuidas patsientide tegelike anatoomiate detailsed 3D-mudelid võivad aidata vähendada operatsioonide ja raviga kaasnevaid tüsistusi ning parandada ka patsientide võimet olla omaenda parimad propageerijad.
"Tahtsime rajada patsientide ja teadlaste jaoks koha, kus jagada ideid, kuidas saaksime 3D-printimist meditsiinis kõige paremini kasutada, " räägib Ripley. "Õigete inimeste käes võib see olla äärmiselt võimas tööriist."
Südame 3D-skaneerimine (3D print tervise jaoks) 
Ajurabanduse 3D-skaneerimine (3D print tervise jaoks) 
Neeru 3D-skaneerimine (3D print tervise jaoks) Meeskonda motiveerivad nende patsiendid ja soov nende jaoks midagi tõelist muuta. Mõnikord tähendab see patsiendi aitamist oma haigusest või patoloogiast paremini aru saada; mõnikord aitab see kirurgil eelseisva protseduuri jaoks välja töötada tihedalt koreograafiline näidend näidendist.
"Küsisime kirurgidelt, mis neid öösel üleval hoidis, " räägib Kelil. “Kas nad vajasid abi patsiendi anatoomia visualiseerimisel või protseduuriga patsiendile edastamisel? Me ei taha mudelit printida ainult seetõttu, et see on prinditav - sellel peab olema utiliit. ”
Brigham and Women pole esimene meditsiiniasutus, kes sel viisil 3D-printimist kasutab. Meditsiinitarneid tootvad ettevõtted kasutavad 3D-prinditud anatoomilisi mudeleid, sealhulgas südameklappide ja proteeside paremate prototüüpide kujundamiseks; Riiklikud Terviseinstituudid peavad trükikoda, kus mudelid on allalaadimiseks vabalt saadaval. Brighami ja naistehaigla jõupingutused erinevad sellest, et nad kavandavad ja viivad läbi uuringuid selle kohta, kuidas protseduurieelsed trükitud mudelid aitavad vähendada operatsiooni aega ja tüsistusi.
Meeskond keskendub koos teiste Brighami ja naistehaigla arstidega kahele protseduurile - minimaalselt invasiivsele aordiklapi asendamisele ja robotiseeritud abistava neeru tuumori resektsioonile, kus iga anum loetakse pärast veresoonte kinnistamist. Patsiendi aordi 3D-mudeli omamine enne operatsiooni võimaldab arstidel valida täpselt sobiva klapi; neeru puhul võimaldab mudel kirurgidel paremini tuumori asukohta visualiseerida, minimeerides kudede kahjustusi vähenenud verevoolu tõttu elundisse operatsiooni ajal.
"Minimaalselt invasiivse klapi väljavahetamise korral ei jõua interventsionistid teie rindkere avada ja mõõdavad ventiili füüsiliselt, et veenduda selle sobivuses, " räägib Ripley. "Praegu on ainus viis mõõta seda 2D-kujutisega, kuid isegi parimate piltide puhul pole see alati lihtne."
Tehes tihedat koostööd Harvardi ülikooli Wysssi Bioloogiliselt Inspireeritud Inseneriteaduse Instituudi kõrgresolutsiooniga 3D-printimise ekspertide James Weaveri ja Ahmed Hosnyga, uurib meeskond, kui täpselt digitaalsed andmed tõlgivad füüsilisi mudeleid, ning ka seda, kuidas neid kõige paremini kasutada. olemasolevad uuringud, et vähendada patsientide kokkupuudet tarbetu lisakiirgusega.
Hambaarstid on seda juba aastaid teinud. Kui kaotate hamba krooni, valmistavad nad asendaja; kõike muud kui täiuslik sobivus võib kahjustada ümbritsevaid hambaid ja luud. 3D-printimise abil näeb meeskond isikupärastatud meditsiini alustamist.
"Oleme tõesti huvitatud patsiendipõhiste ravimeetodite loomisest, " ütleb Hosny. "Tahame luua teile kõige sobivama lahenduse. Ideaalis tähendab see mõõtmiste tegemist, nende saatmist meditsiiniseadmete tootjale ja igale patsiendile täpselt sellise asja tagasi saamist."
Ja grupp arvab, et meditsiinilistel 3D-mudelitel on ühised tervisehäired, mitte ainult haruldaste või keerukate protseduuride jaoks.
Beth Ripley (vasakul) ja Tatiana Kelil (paremal) selgitavad anatoomiliste mudelite 3D-printimise protsessi Washingtoni DC-s möödunud nädalavahetusel toimunud National Maker Faire (3D print for Health) osalejatele 
(Tervise jaoks mõeldud 3D-print) 
(Tervise jaoks mõeldud 3D-print) 
(Tervise jaoks mõeldud 3D-print) 
(Tervise jaoks mõeldud 3D-print) 
(Tervise jaoks mõeldud 3D-print) 
(Tervise jaoks mõeldud 3D-print) 
Kelil (vasakult vasakult) ja Ripley (vasakult teine) liitusid meeskonnakaaslased James Weaver (paremalt teine) ja Ahmed Hosny (parempoolne) Harvardi ülikooli Wysssi Bioloogiliselt Inspireeritud Inseneriteaduse Instituudist. (Tervise jaoks mõeldud 3D-print) Nad on loonud hulga mudeleid, mis näitavad "10 parima tapja" tulemusi, et näidata 3D-printimise kasulikkust südame-veresoonkonna haiguste, vähi, KOK-i, traumade, insuldi, Alzheimeri tõve, diabeedi, kopsupõletiku ja gripi, neeruhaiguste ja enesetappude korral. . Washingtonis DC-s hiljuti toimunud rahvuslikul tegijamessil jahutasid kohalolijad väljapanekulaua ümber, korjates ajusid, jalgu ja südant, samal ajal kui Ripley, Kelil, Hosny ja Weaver selgitasid mudeleid ja nende võimalikku kasu tervishoiule.
Meeskond loodab, et nende jõupingutused viivad patsiendipõhisele ravile. Näitena mainivad nad MIT-i teadlast Steven Keatingut, kellel 2014. aastal diagnoositi suur ajukasvaja. Keating tegi aktiivset koostööd Weaveri ja Hosnyga, et kasvajat 3D-vormingus visualiseerida, samal ajal kui tema kirurg Ennio Chiocca palus neil printida spetsiaalselt tekstureeritud koopia.
3D-mudelid olid uskumatult kasulikud, aidates Keatingul paremini mõista kasvaja ulatust ja pakkusid võimsaid visuaalseid abivahendeid oma diagnoosi edastamiseks perekonnale, sõpradele ja teadlastele. Tema kogemus on aidanud ka laiemal üldsusel teadvustada biomeditsiinilise 3D-printimise hariduslikku jõudu.
Ideaalis näeb see rühm ette, et patsient suudab viia skaneerimise andmed arsti juurde ja omada selle protseduuri jaoks sellest elundist või koest mudelit. Praegu ei kata enamik kindlustusplaane mudelite tootmisega seotud kulusid, kuid Kelil väidab, et kui me jätkame diagnostika, ravi ja kulude vähendamise tõestamist, võib see lähitulevikus muutuda. Ripley toodetud süda maksis materjalide ja tööjõu arvelt umbes 200 dollarit.
Vähemalt juhul, kui patsient on huvitatud 3D-prinditud mudeli hankimisest, peaks ta kohe digipilte küsima, soovitab Ripley. Need pildid võivad maanteel kasuks tulla.
"Patsientidel peaks olema juurdepääs oma andmetele, " ütleb Kelil. "See on nende enda anatoomia."
Joseph Madsen, Harvardi meditsiinikooli neurokirurgia dotsent ja Bostoni lastehaigla epilepsiaoperatsiooniprogrammi direktor, kasutas hiljuti ka patsiendi aju füüsilist mudelit, millel ta opereeriks. Ta suutis modellil teha kuiva operatsiooni, mis oli keeruline järelkontroll.
"Me ei ole veel operatsiooni jaoks tavapäraseks kasutamiseks olemas, kuid peame sellega iga päev tegelema, " ütleb Madsen. Ta arvab, et praktika küpseks saamine võtab veel natuke aega.
Madsenil on 3D-modelleerimismaailmast eriline arusaam: kõrge õppetöötajana oli tema päris esimene laborinõustaja Utahis arvutiteaduse magistrant, kes katsetas arvutianimatsiooni. Ajal, 70ndate alguses, oli see arvutusvõimsuse uus põhjalik kasutus, ajal, mil arvutid olid veel aeglased behemotid. Ligi kaks aastakümmet hiljem asutas Madseni nõustaja Ed Catmull Pixar Animation Studios.
"Edil oli visioon 3D-objektidest, mida saaks meelelahutuses kasutada, ja mänguasjaloo valmimiseni läks veel 20 aastat , " räägib Madsen. „Oluline on visioon, kuidas [3D-printimine] rakendust luuakse. See, mida sa sellega teed, kuidas sa sellega manipuleerid. Ma pooldan väga tehnoloogia laiendamist, kuid see nõuab kirurgidelt palju läbimõeldud hindamist ja kasulikkust. ”
