ベス・リプリーは、心臓が新鮮で、心臓病専門医に向かって廊下を駆け下りました。
彼にそれを見せて、彼はそれを取り、それをひっくり返して、それを調べて、調べました。 心臓専門医はすぐに、何ヶ月もの計画を立てる必要があることを認識しました。 ふりだしに戻る。
問題の心臓は、マサチューセッツ州ボストンのブリガムアンドウィメンズ病院で報道されていない、患者の実際のティッカーのフルサイズの3Dモデルでした。 放射線科医のRipleyは、放射線科医のMike Steignerと共に、デジタルモデルが外科的アプローチの視覚化に効果的でないことが判明した後、心臓病チームのモデルを作成しました。 心臓専門医がCTスキャンのデータに基づいてモックアップを手に入れると、問題は日中明らかになりました。
モデルを見るだけで、彼は手技へのアプローチが低侵襲カテーテル法から本格的な開心術に変更する必要があることを理解しました。 実際、彼のチームは、物理モデルなしでは予測不可能であった潜在的な合併症を避けていました。
別のブリガムおよび女性の放射線科医であるリプリーとタチアナケリルは、わずか5か月前に開始された3D Print For Healthと呼ばれる新しい取り組みの一部です。 それは、生物医学の3Dプリンティングコミュニティ内での議論を刺激するために、彼らの暇な時間に行われる愛の労働です。 また、ブリガムアンドウィメンズ病院の複数の外科医や放射線科医と協力して、患者の実際の解剖学的構造の詳細な3Dモデルが、手術や治療による合併症を軽減し、患者自身が最高の支持者となる能力を向上させる方法を研究しています。
「私たちは、患者や研究者が医療で3Dプリンティングを最適に使用する方法についてのアイデアを共有できる場所を作りたかったのです」とリプリーは言います。 「適切な人々の手に渡れば、非常に強力なツールになる可能性があります。」
心臓の3Dスキャン（3D Print For Health） 
脳の脳卒中の3Dスキャン（3D Print For Health） 
腎臓の3Dスキャン（3D Print For Health） チームは、患者と彼らに真の変化をもたらしたいという欲求に動機付けられています。 時にはそれは患者が自分の病気や病理をよりよく理解するのを助けることを意味します。 時々、外科医が今後の手順のために綿密に振り付けられたプレイバイプレイを開発するのに役立ちます。
「私たちは外科医に夜に何が起きたのか尋ねました」とケリルは言います。 「患者の解剖学的構造を視覚化したり、患者に手順を伝えるのに助けが必要ですか？ モデルは印刷可能であるという理由だけで印刷したくありません。実用性が必要です。」
ブリガムアンドウイメンズは、このように3Dプリンティングを使用した最初の医療機関ではありません。 医療用品会社は、3Dプリントされた解剖学的モデルを使用して、心臓弁や人工装具などのデバイスのより良いプロトタイプを設計しています。 国立衛生研究所は、モデルをダウンロードして自由に利用できる印刷物の交換を維持しています。 ブリガム病院と女性病院の取り組みの違いは、手術前の印刷モデルが手術時間と合併症の軽減にどのように影響するかを研究していることです。
チームは、ブリガムアンドウィメンズ病院の他の医師と連携して、低侵襲大動脈弁置換術と、血管がクランプされた後1秒ごとにカウントされるロボット支援腎腫瘍切除の2つの手順に焦点を当てています。 手術前に患者の大動脈の3Dモデルを作成すると、医師は正確に適合する弁を選択できます。 腎臓の場合、モデルは外科医に腫瘍の位置をよりよく視覚化して、手術中の臓器への血流の減少による組織の損傷を最小限に抑えます。
「低侵襲の弁置換術では、インターベンショナリストは胸部を開いて弁を物理的に測定し、適合することを確認しません」とリプリー氏は言います。 「現在、それを測定する唯一の方法は2D画像を使用することですが、最高の画像を使用する場合でも簡単ではありません。」
ハーバード大学のWyss Institute for Biologically Inspired Engineeringの高解像度3D印刷の専門家であるJames WeaverおよびAhmed Hosnyと緊密に協力して、チームはデジタルデータが物理モデルにどの程度正確に変換されるか、および不要な追加の放射線への患者の被曝を減らすための既存のスキャン。
歯科医は何年もやっています。 歯冠を失うと、代替歯を作ります。 完全に合わないものは、周囲の歯とその下の骨に損傷を与える可能性があります。 3Dプリンティングにより、チームは個人向けの医療が主流になりつつあると見ています。
「私たちは、患者固有の治療法の開発に本当に関心を持っています」とHosny氏は言います。 「私たちはあなたに最適なソリューションを作成したいと考えています。理想的には、測定を行い、医療機器メーカーに送り、各患者にぴったりの何かを取り戻すことを意味します。」
また、このグループは、医療用3Dモデルは、まれな手順や複雑な手順だけでなく、一般的な病気にも応用できると考えています。
Beth Ripley（左）とTatiana Kelil（右）は、ワシントンDCで先週末に開催されたNational Maker Faireの参加者に解剖モデルの3D印刷プロセスを説明します（3D Print For Health） 
（健康のための3Dプリント） 
（健康のための3Dプリント） 
（健康のための3Dプリント） 
（健康のための3Dプリント） 
（健康のための3Dプリント） 
（健康のための3Dプリント） 
Kelil（左端）とRipley（左から2番目）は、ハーバード大学のWyss Institute for Biologically Inspired EngineeringのチームメイトであるJames Weaver（右から2番目）とAhmed Hosny（右端）が参加しました。 （健康のための3Dプリント） 彼らは、「トップ10キラー」の効果を示す一連のモデルを作成し、3Dプリンティングが心血管疾患、癌、COPD、外傷、脳卒中、アルツハイマー病、糖尿病、肺炎、インフルエンザ、腎臓病、自殺へのアプローチにどのように役立つかを実証しました。 ワシントンDCの最近のNational Maker Faireでは、参加者は展示テーブルを歩き回り、脳と足と心を拾い、リプリー、ケリル、ホズニー、ウィーバーは交代でモデルを作成するプロセスと、それらが医療にもたらす潜在的な利点について説明しました。
チームは、彼らの努力が患者固有の治療につながることを望んでいます。 その一例として、2014年に大脳腫瘍と診断されたMITの研究者Steven Keatingに言及しています。 Keatingは、腫瘍を3Dで視覚化するためにWeaverとHosnyと協力して活動し、外科医のEnnio Chioccaは、特殊なテクスチャのレプリカを印刷するよう依頼しました。
3Dモデルは、Keatingが腫瘍の範囲をよりよく理解するのに非常に役立ち、彼の診断を家族、友人、および仲間の科学者に伝えるための強力な視覚補助を提供しました。 彼の経験は、生物医学3Dプリンティングの教育力に関する一般大衆の認識を高めるのにも役立ちました。
理想的には、このグループは、患者がスキャンデータを医師に持ち込んで、その臓器または組織で作られたモデルをあらゆる手順で作成できるようにすることを想定しています。 現時点では、ほとんどの保険プランはモデルの製造コストをカバーしていませんが、ケリルは、診断、治療、コスト削減の有用性を証明し続ければ、近い将来変わる可能性があると言います。 リプリーが生み出した心臓は、材料と労力で約200ドルかかりました。
少なくとも、患者が3D印刷モデルの入手に興味がある場合、すぐにデジタル画像を要求する必要があります、とRipleyはアドバイスします。 これらの画像は、今後役に立つかもしれません。
「患者は自分のデータにアクセスできる必要があります」とケリルは言います。 「それは彼ら自身の解剖学です。」
ハーバード大学医学部の脳神経外科助教授であり、ボストン小児病院のてんかん外科プログラムのディレクターであるジョセフ・マドセンは、最近、彼が手術する患者の脳の物理モデルを利用しました。 彼は、複雑なフォローアップ手順であった手術のドライランをモデルで行うことができました。
「私たちは、手術で日常的に使用するためにはまだまだありませんが、毎日それに取り組んでいく必要があります」とマドセンは言います。 彼は、練習が成熟するまでには時間がかかると考えています。
Madsenは3Dモデリングの世界について特別な理解を持っています。高校生である彼の最初のラボアドバイザーは、コンピューターアニメーションを実験しているユタ州のコンピューターサイエンスの大学院生でした。 当時、70年代前半、これはコンピュータがまだ巨大な巨人だった時代に、コンピューティングパワーの深く新しい使用でした。 20年近く後、MadsenのアドバイザーであるEd CatmullがPixar Animation Studiosを共同設立しました。
「エドにはエンターテインメントで使用できる3Dオブジェクトのビジョンがありましたが、それからトイストーリーの制作まで20年かかりました」とマドセンは言います。 「重要なのは、[3D印刷の]アプリケーションがどのように作成されるかについてのビジョンです。 それはあなたがそれをどうするか、あなたがそれをどのように操作するかです。 この技術の拡張には非常に賛成ですが、外科医からの非常に思慮深い評価と実用性が必要になります。」
