Бетх Риплеи потрчала је низ ходник према кардиологу са свежим срцем у рукама.
Показавши му, узео га је и почео да га окреће, прегледавајући и испитивајући. Кардиолог је одмах препознао да месеце планирања треба одбацити. Назад на плочи за цртање.
Срце у питању је 3Д модел пуне величине пацијентовог стварног шкакљања, вруће притиском на пресе у Бригхаму и женској болници у Бостону, Массацхусеттс. Риплеи, радиолог, заједно са похађајућим радиологом Микеом Стеигнером, креирао је модел за кардиолошки тим након што су се дигитални модели показали неефикасним за визуелизацију хируршког приступа. Једном када је кардиолог поклонио макету засновану на подацима из ЦТ скенирања, проблем је био јасан као дан.
Прегледајући модел, схватио је да би се приступ процедури вероватно морао променити од минимално инвазивне катетеризације до потпуно оперативне операције на отвореном срцу. У ствари, његов тим је избегао потенцијалну компликацију која је била непредвидива без физичког модела.
Риплеи и Татиана Келил, још једна радиологиња Бригхам анд Вомен, дио су новог напора под називом 3Д Принт Фор Хеалтх, започето прије само пет мјесеци. То је рад љубави, спроведен у своје слободно време у настојању да потакне дискусије унутар биомедицинске заједнице 3Д штампања. Такође раде са више хирурга и радиолога из Бригхам анд Вомен Хоспитал, проучавајући како детаљни 3Д модели стварних анатомија пацијената могу помоћи у смањењу компликација од операције и лечења, а такође побољшавају способност пацијената да буду њихови најбољи заговорници.
„Желели смо да направимо место за пацијенте и истраживаче који ће делити идеје о томе како најбоље да користимо 3Д штампање у медицини“, каже Риплеи. "У рукама правих људи, то може бити изузетно моћно средство."
3Д скенирање срца (3Д штампа за здравље) 
3Д скенирање можданог удара (3Д Принт Фор Хеалтх) 
3Д скенирање бубрега (3Д Принт фор Хеалтх) Тим мотивирају њихови пацијенти и жеља да им то заиста направи. Понекад то значи помоћи пацијенту да боље разуме своју болест или патологију; понекад помаже хирургу да развије чврсто кореографирану игру за предстојећи поступак.
"Питали смо хирурге шта их је држало будним ноћу", каже Келил. „Да ли им је била потребна помоћ у визуелном представљању анатомије пацијента или прослеђивању поступка пацијенту? Не желимо да штампамо модел само зато што је за штампу - мора имати корисност. “
Бригхам анд Вомен нису прва медицинска установа која користи 3Д штампање на овај начин. Компаније за медицинску снабдевање користе 3Д штампане анатомске моделе за дизајн бољих прототипова уређаја, укључујући срчане залисте и протетику; Национални заводи за здравство одржавају размену штампе у којој су модели слободно доступни за преузимање. Оно што Бригхам и Женску болницу чини напорима је различито то што дизајнирају и покрећу студије о томе како штампани модели пре примене утичу на смањење времена операције и компликација.
Тим се фокусира на два поступка у сарадњи са другим лекарима из Бригхам-а и Женске болнице - минимално инвазивном заменом аортног залиска и антеном бубрега уз помоћ роботског ресекције где се рачуна свака секунда након стезања жила. Имати 3Д модел пацијентове аорте пре операције омогућава лекарима да одаберу вентил који тачно одговара; за бубрег, модел даје хирургима бољу визуализацију локације тумора, минимизирајући оштећење ткива од смањеног дотока крви у орган током операције.
"Уз минимално инвазивну замену вентила, интервенционисти не успевају да отворе прса и физички мере вентил како би били сигурни да одговара", каже Риплеи. "Тренутно је једини начин да се мери са 2Д слике, али чак и са најбољим сликама није увек лако."
У блиској сарадњи са Јамесом Веавером и Ахмедом Хоснијем, стручњацима за 3Д штампање високе резолуције на Институту за биолошки инспирисан инжењеринг Универзитета Харвард, тим истражује колико се тачно дигитални подаци претварају у физичке моделе, као и како да на најбољи начин искористе постојеће претраге како би се смањила изложеност пацијената непотребном додатном зрачењу.
Стоматолози то раде годинама. Када изгубите круну зуба, они производе замену; ништа мање од савршеног уклапања може оштетити околне зубе и доњу кост. Са 3Д штампањем, тим види персонализовану медицину која се одводи у главни ток.
„Заиста смо заинтересовани за креирање лечења специфичних за пацијента“, каже Хосни. "Желимо да направимо за вас најприкладније решење, а у идеалном случају то значи да извршите мерења, пошаљите их произвођачу медицинских уређаја и вратимо нешто што је тачно за сваког пацијента."
Такође, група сматра да медицински 3Д модели имају примену у заједничким болестима, а не само за ретке или компликоване процедуре.
Бетх Риплеи (лево) и Татиана Келил (десно) објашњавају процес 3Д штампања анатомских модела учесницима на Националном сајму произвођача макар прошлог викенда у Васхингтону (3Д Принт Фор Хеалтх) 
(3Д штампа за здравље) 
(3Д штампа за здравље) 
(3Д штампа за здравље) 
(3Д штампа за здравље) 
(3Д штампа за здравље) 
(3Д штампа за здравље) 
Келилу (крајње лево) и Риплеију (други лево) придружили су се саиграчи Јамес Веавер (други с десна) и Ахмед Хосни (крајње десно), са Универзитета Ввард, Универзитета Харвард, са институтом за биолошки инспирацију. (3Д штампа за здравље) Направили су низ модела који приказују ефекте „Топ 10 убица“ како би показали како ће 3Д штампање бити корисно за приступ кардиоваскуларним болестима, раку, КОПБ-у, трауми, можданом удару, Алзхеимеровој болести, дијабетесу, пнеумонији и грипу, болести бубрега и самоубиству . На недавном сајму националног произвођача у Васхингтону, ДЦ, присутни су се глодали око стола и скупљали мозак и стопала и срца, док су Риплеи, Келил, Хосни и Веавер корачали објашњавајући процес израде модела и њихове потенцијалне користи за здравство.
Тим се нада да ће њихови напори довести до пацијента специфичног лечења. Као пример, они помињу Стевена Кеатинга, истраживача са МИТ-а, коме је 2014. дијагностициран велики тумор на мозгу. Кеатинг је био активан у сарадњи с Веавер-ом и Хосни-јем како би визуелно приказао тумор у 3Д формату, док је његов хирург, Еннио Цхиоцца, тражио од њих да штампају специјалну текстуру.
3Д модели су невероватно помогли да Кеатинг-у боље разуме обим тумора и пружили су снажна визуелна помагала за размену дијагнозе својој породици, пријатељима и колегама научницима. Његово је искуство такође помогло у подизању свести у широј јавности о образовној моћи биомедицинског 3Д штампања.
У идеалном случају, група предвиђа да пацијент може да преузме податке скенирања код лекара и да има модел направљен од тог органа или ткива - за било који поступак. Тренутно већина планова осигурања не покрива трошкове израде модела, али Келил каже да ако наставимо да доказујемо његове корисне услуге у дијагностици, лијечењу и смањењу трошкова, које би се могле промијенити у блиској будућности. Произведено срце Риплеи коштало је око 200 долара материјала и рада.
У најмању руку, ако је пацијент заинтересован за добијање 3Д штампаног модела, мора одмах да затражи дигиталне слике, саветује Риплеи. Те слике ће вам можда добро доћи на путу.
„Пацијенти би требали имати приступ својим подацима“, каже Келил. „То је њихова сопствена анатомија.“
Јосепх Мадсен, ванредни професор за неурохирургију на Медицинском факултету Харвард и директор програма хирургије епилепсије у дечјој болници у Бостону, такође је недавно искористио физички модел пацијентовог мозга на којем ће деловати. Могао је да изврши суву операцију, што је био компликован пратећи поступак на моделу.
„Још нисмо баш ту за рутинску употребу у хирургији, али морамо стално радити на томе сваки дан“, каже Мадсен. Сматра да ће требати неко време да вежба сазре.
Мадсен има посебно разумевање света 3Д моделирања: Као средњошколац, његов први саветник у лабораторији био је студент постдипломског студија из рачунарске науке у Јути, који је експериментисао са рачунарском анимацијом. У то време, раних 70-их, то је била нова употреба рачунарске снаге, у време када су рачунари још увек били спори. Скоро две деценије касније, Мадсенов саветник, Ед Цатмулл, суоснивач компаније Пикар Аниматион Студиос.
"Ед је имао визију 3Д предмета који би се могли користити у забави, а требало је још 20 година између тога и продукције Приче о играчкама ", каже Мадсен. „Оно што је важно је визија за начин на који ће се направити апликација [3Д штампања]. То је оно што ви радите с тим, како то манипулишете. Веома се залажем за проширење технологије, али ово ће захтевати пуно промишљене евалуације и корисности од хирурга. "
