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从2D影像到3D模型,人工智能协同3D打印开辟数字医疗创新通道

从2D影像到3D模型,人工智能协同3D打印开辟数字医疗创新通道

2021-10-27 11:02

3D打印技术将2D医学影像

转变为真实的模型

结合人工智能医学影像分析技术和3D打印,彻底改变培训、产品开发和手术模拟。

我们将人工智能与3D打印技术相结合,创造卓越的协同效应。我们已经准备好为越来越多的国内外医疗专业人士开辟数字医疗创新的通道。

——MEDICALIP

Medical IP首席执行官

解决医学界存在已久的挑战

作为引领韩国医疗市场数字化转型的人工智能初创企业,Medical IP备受市场关注。自2015年成立以来,Medical IP快速成长,如今已成为医疗市场创新的象征,最近还获得了首尔国立大学医院的首家风投企业认可。

结合Medical IP的人工智能影像处理和3D打印技术,医院、学术中心和医疗器械公司可以使用人工智能技术分割X光、CT扫描和核磁共振成像(MRI)等医学影像,继而创建出超逼真的人体器官模型。

Medical IP的技术可将CT与MRI扫描出的二维黑白影像数据转换为三维数据,继而创建解剖模型,带来前所未有的患者治疗、预后、观察、培训和手术模拟体验。

过去,医院和学术中心的培训依赖于动物试验、尸体和传统的3D打印技术。使用动物和尸体模型不仅会引发道德问题,在解剖逼真度和可重复性方面也无法与拥有高度精确和患者特异性的3D打印模型相媲美。

同样地,如果要打印不同的颜色和纹理,传统的3D打印技术需要多次打印不同的部件,这样不仅降低了产能,也限制了颜色和纹理的选择,而且会产生大量的后处理工作。

人工智能和3D打印技术

实现协同效果

Medical IP软件解决方案最大化了一直“雪藏”在医院电脑中的医学影像数据的价值。不同于以往只能在显示器上反复查看2D黑白影像,Medical IP将数据转化成了3D模型,让执业医师可以观察和触摸。

这项技术在医学领域影响深远:

  • 外科医生可使用3D打印的人体器官模型向患者描述治疗方案或手术计划。
  • 具备患者特异性的模拟物使得外科医生及其团队在手术前可以在精准复制病理特征的解剖模型上进行手术练习。
  • 医学生或实习医生可以在医学研讨会或在工作中体验到真实的技能训练。

工作原理:Medical IP工作流程

Medical IP的分割技术于2019年获得FDA批准和CE标志许可。在Stratasys J750打印机的帮助下,Medical IP技术实现了从2D到3D无缝的工作流程:

  • 通过MEDIP上传影像和医疗专业人员的特定要求,进而采集医学影像数据,例如CT或MR影像。
  • 数据在上传过程中将会匿名处理。
  • Medical IP的人工智能软件解决方案能够执行迅速精准的影像分割。
  • 分割后的影像通过3D打印解决方案ANATNEL转化成3D模型。
  • Stratasys J750打印机将3D模型数据打印成拥有精确纹理的全彩模型,高度还原人体解剖结构。

“在过去,没有方法可以一次打印出具有多种颜色和材料的模型。我们只能单独打印每个部件,然后再进行组装。Stratasys J750打印机彻底改变了我们的工作方式。我们不仅可以一次打印出成品,而且成品的品质也更佳。例如,垂体瘤切除模型包含多种特征,包括骨骼、神经、大脑和眼组织。传统的方法需要花费超过一周的时间,使用Stratasys J750打印机只需要一天。”

——HO SUNG OH

MEDICAL IP 3D解剖模型专家

使用案例:

解决医学界存在已久的挑战

打印肾脏图像的3D模型流程:使用 MEDICAL IP 的 MEDIP 软件的分割技术和Stratasys J750 打印出逆行性软式输尿管镜肾内碎石手术 (RIRS)的3D 培训模型。

模拟切除垂体瘤

Medical IP与一个临床医生团队合作,测试和验证一个由Medical IP研发,Stratasys J750打印的垂体瘤切除手术模型。

团队中的每位外科医生都表示,钻孔经历逼真得就像在钻真的骨头。

其中一位外科医生评论道:

“血管、神经、硬脑膜、大脑这些全都非常真实,我们还可以在与实际手术相似的环境中进行培训。”

测试过后,其中一家医院提出需求,想要制定具备患者特异性的3D打印模型的长期生产计划,以满足其小儿外科团队的手术规划需求。不同于成年人,儿童的器官没有发育完全,所以器官形态不一致,很难识别病变。3D打印的器官模型使得医生可以进行前所未有的病例规划,为患者带来更好的治疗效果。

基于模拟的肾结石摘除手术培训

一家医疗机构寻求解决方案以应对传统培训方法的局限——不能同时进行泌尿系统导航和肾结石研磨。为了将其现有的技能培训与Medical IP提供的3D打印模拟进行比较,该机构与Medical IP合作开发了一种肾结石模型,使用该模拟器,可以在没有内窥镜的情况下进行移动培训测试。

整合人工智能和3D打印

使两种技术融会贯通

一些医疗机构很快就发现了3D打印模型的教育价值。

  • 3D打印的肾脏,内部结石所处位置可以不受限制,半透明的材料使得手术无需内窥镜就能完成。
  • 水可以在模型中循环流动,模拟使用激光和超声波研磨结石的过程,以达到超逼真的触觉反馈。

Medical IP技术与Stratasys J750实现超逼真的技能培训

Medical IP致力于探索医疗人工智能技术所带来的新方法,以预测、治疗和管理疾病。

通过与Stratasys、Medtronic、Johnson&Johnson、Olympus、Bard和Intuitive等全球大型医疗领军企业的合作,Medical IP力求提升基于人工智能的医学影像分析技术,并将其核心技术扩展到3D打印等新应用。

“人工智能和3D打印被视作两项不同的技术。但我们却另辟蹊径:我们一直在寻找对患者有益、对医疗专业人士有帮助的解决方案。通过结合人工智能与3D打印技术,我们创造了协同效应。我们也计划向国内外更多的医疗专业人士提供数字医疗的创新成果。”

——Sang Joon Park

Medical IP首席执行官

源文摘自:Stratasys

服务热线:0755-82953613

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