本月早些時(shí)候，數(shù)千名來(lái)自澳大利亞皇家外科醫(yī)學(xué)院和英國(guó)皇家外科醫(yī)學(xué)院的醫(yī)生們聚集到布里斯班會(huì)展中心參加每年一次的科學(xué)年會(huì)。該年會(huì)每年都會(huì)圍繞著當(dāng)前外科醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題舉辦一系列的研討會(huì)、工作坊、論壇等。在這中間有一場(chǎng)討論會(huì)引起了人們的關(guān)注，該討論會(huì)研究的是一個(gè)案例，即有一群醫(yī)生將動(dòng)態(tài)4D打印技術(shù)用于手外科的手術(shù)前規(guī)劃。

負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的是Michael Chae醫(yī)生，他是一位整形外科住院醫(yī)生，同時(shí)也是墨爾本莫納什大學(xué)（Monash University）的在讀博士生。該研究團(tuán)隊(duì)介紹了他們是如何將時(shí)間維度加入到觸覺(jué)模型上以幫助提供關(guān)于手部骨頭運(yùn)動(dòng)的改進(jìn)解剖學(xué)信息。研究團(tuán)隊(duì)使用4D計(jì)算斷層掃描（CT）技術(shù)掃描患者手部的骨頭，幫助塑造他們手部在進(jìn)行諸如拇指外展、對(duì)掌和側(cè)捏等動(dòng)作時(shí)的準(zhǔn)確展現(xiàn)模型。

“在過(guò)去十年里，3D打印已經(jīng)改變了外科醫(yī)生進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃的方式。所以在這里我們能夠探索如何將4D打印應(yīng)用在外科手術(shù)規(guī)劃中。”Chae醫(yī)生說(shuō)：“我們展示了4D打印如何準(zhǔn)確地表現(xiàn)在各種拇指運(yùn)動(dòng)期間掌骨相應(yīng)的變化。隨著4D CT掃描設(shè)備的增多，4D打印將有可能成為外科手術(shù)中被普遍接受的一種手段，并能改善患者的臨床治療效果。”
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表腕骨和掌骨在各種手部動(dòng)作中的表現(xiàn)的3D打印觸覺(jué)模型：拇指外伸（左）、 對(duì)掌（中心）和側(cè)捏（右）
據(jù)天工社了解，研究團(tuán)隊(duì)使用了一臺(tái)來(lái)自東芝公司的Aquilion ONE 320排CT設(shè)備，該設(shè)備能夠捕獲患者進(jìn)行的三個(gè)不同的拇指運(yùn)動(dòng)，并將其上傳到OsiriX軟件，在這里圖像會(huì)被渲染并準(zhǔn)備好進(jìn)行3D打印。隨后，研究團(tuán)隊(duì)會(huì)將這些3D觸覺(jué)模型輸出為STL文件，并用3D Systems公司的一臺(tái)Cube 2桌面3D打印機(jī)將其打印出來(lái)。為了驗(yàn)證他們的研究，Chae醫(yī)生和他的同事借助4D CT數(shù)據(jù)和4D打印的模型比較了第一個(gè)掌骨和第二個(gè)掌骨之間的角度，以幫助確保解剖學(xué)精度。

從CT 掃描數(shù)據(jù)到STL文件

這個(gè)案例研究的題目是《4D打?。阂粋€(gè)基于CT成像的光固化建模的新進(jìn)展，原理和應(yīng)用（Four-Dimensional (4D) Printing: A New Evolution in Computed Tomography-Guided Stereolithographic Modeling. Principles and Application）》。該研究去年已經(jīng)被發(fā)表在了《Journal of Reconstructive Microsurgery》雜志上。
從根本上說(shuō)，Chae醫(yī)生的研究團(tuán)隊(duì)所謂的“4D打印”，實(shí)際上是在3D打印的外科模型上加入了時(shí)間的維度，以幫助展示拇指運(yùn)動(dòng)時(shí)掌骨位置的變化。因此，這些4D打印模型能夠提供患者的解剖結(jié)構(gòu)更為動(dòng)態(tài)的信息，以幫助外科醫(yī)生在進(jìn)行手術(shù)前獲得準(zhǔn)確而詳細(xì)的信息。 

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