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3D打印化身“神笔马良” 颠覆传统认知

2015-09-23 01:33
默菲
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  传说中,神笔马良可以用一支笔出一个活生生的世界——现在,这则想像已变成了现实,仅靠一台打印机,不仅可以打印出宏伟的建筑、惟妙惟肖的动物,甚至还能打印出心脏、肾脏等器官模型……这项从软件到硬件都由东北林业大学研制的国内领先三维扫描、三维重建、3D打印技术,即将颠覆传统认知。近日,记者探访东北林业大学的科研团队,这项高新技术已经不再束之高阁,开始走向社会。

  医疗变革 开启就医新时代

  据东北林业大学三维数字化技术研究所所长邱兆文介绍,以往医院的CT片子只能反映出一个平面的图像,只能知道病变的大概位置,至于具体这个病变连在哪根血管上,就得等医生“打开肚子”才能知道。而目前该研究所开发的软件已经能够把普通的CT片子,转换成三维模型,在手术之前,患者就能够看到具体病变位置,医生也能够在“打开肚子”之前就做到心中有数。

  今年7月,72岁的刘大妈被哈医大四院诊断为肺门肿瘤,这个肿瘤位于肺的根部,常规CT很难分清肿瘤与周围血管的关系,手术风险极高。哈医大四院胸外科二区主任崔键找到邱兆文,利用3D打印技术将刘大妈的肺部打印出来,相当于拷贝了一个立体、完整的刘大妈的肺出来。在3D模型的帮助下,崔键主任的手术团队顺利地为刘大妈进行了肺叶切除手术。

  “真没想到,3D打印出来的肺部模型和患者真实的肺部结构丝毫不差,这样我们不仅可以在术前进行模拟切割,让实际手术更为顺利,而且这些模型还可以为教学提供素材。以往在手术台上,只能是主刀医生看到患者的实际情况,没有时间和空间让更多的学生实际操作,现在有了3D打印技术,就可以还原手术,大大提高医疗学生的技术水平。”提起3D打印技术能够为医疗界带来的变革,崔键十分兴奋。

  虽然3D打印作为一项新生事物已经在多个领域有所应用,但东北林业大学三维数字化技术研究所攻克的技术难关则在于软件的转换。邱兆文团队经过10多年的研究,终于可以通过三维重建技术将三维断层扫描数据转换成3D模型,从而开启了医疗界的一场变革。现在邱兆文还有一个更远大的计划——建立三维断层扫描数据实体化辅助诊疗云平台。今后,不论患者是在北上广这样的发达城市,还是在相对偏远的城市乡村,只要在网上提供CT、核磁等数据,云平台就会生成三维可视化结果,医生可以远程会诊,对病情作出诊断、为手术作出规划。

  应用广泛 高新技术博市场

  除了在医疗方面大有作为,邱兆文团队的三维重建和3D打印技术还可以在更加广泛的领域发挥作用。

  “目前我们还可以对木材内部结构进行三维重建,对木材内部的结构和缺陷进行可视化分析。这样的技术对于制造乐器等使用高等级木材原料的企业将十分有用。”邱兆文介绍说。除了可以“透视”木材内部,他们还可以对矿石进行分析,“可以说,在这个技术面前,世界都可以变得透明。”

  而3D打印技术更让以往难以保留的作品完美复原。“每年太阳岛雪博会都会有很多精美的作品,但是这些作品的寿命只有一季,温度升高,再好的作品也只能成为记忆。而3D打印则让这些作品得到‘永生’。”目前,邱兆文团队不仅制作了2015年雪博会作品的微缩复制品,甚至还打印了大小不一的索菲亚教堂、中国(哈尔滨)森林博物馆的部分展品。“我们还可以制作学校的标志性建筑微缩品、人物形象复制品等。可以说只有你想不到的,没有我们打印不出来的。”东北林业大学三维数字化技术研究所负责3D打印机研发的吴頔博士表示。

  现在,邱兆文的团队已经对帽儿山国家森林公园老爷岭长度大约1公里的野外实习路线进行了三维激光扫描,学生不用再到现场就能够知道树木的分布情况,还可以量测每棵树木的树高、胸径、树冠面积等信息,代替传统的森林资源调查手段,使实习变得更加方便。

  目前,为了推广这项有广阔应用前景的技术,邱兆文刚刚注册成立了公司。臧加宇是东北林业大学2015年毕业的学生,但是因为看好公司前景而放弃家里给找好的工作,一心跟着邱兆文。“我们相信,大学教师的高新技术在产业化的道路上会越走越顺,所以我们对自己的未来充满信心。”臧加宇说。

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