डॉक्टर सर्जरी से पहले आपके अंगों के 3 डी प्रिंटेड मॉडल का अध्ययन कर सकते हैं

बेथ रिप्ले अपने हाथों में एक ताजा दिल के साथ हृदय रोग विशेषज्ञ की ओर दालान की ओर भागा।

उसे दिखाते हुए, वह इसे ले गया और इसे मोड़ना शुरू किया, निरीक्षण किया और जांच की। कार्डियोलॉजिस्ट ने तुरंत पहचान लिया कि महीनों की योजना को एक तरफ रखना होगा। ड्रॉइंग बोर्ड पर वापस।

प्रश्न में हृदय रोगी के वास्तविक टिकर का एक पूर्ण आकार का 3 डी मॉडल था, जो बोस्टन, मैसाचुसेट्स के ब्रिघम और महिला अस्पताल में प्रेस से गर्म था। रेडियोलॉजिस्ट माइक स्टीगनर के साथ एक रेडियोलॉजिस्ट रिप्ले ने कार्डियोलॉजी टीम के लिए मॉडल बनाया था, जिसके बाद डिजिटल मॉडल सर्जिकल दृष्टिकोण को देखने के लिए अप्रभावी साबित हुए थे। एक बार जब कार्डियोलॉजिस्ट सीटी स्कैन से मिले डेटा के आधार पर मॉकअप में हाथ मिलाता है, तो समस्या दिन के रूप में स्पष्ट थी।

बस मॉडल को देखकर, उन्होंने महसूस किया कि प्रक्रिया के दृष्टिकोण को संभवतः न्यूनतम इनवेसिव कैथीटेराइजेशन से पूर्ण विकसित ओपन हार्ट सर्जरी में बदलना होगा। वास्तव में, उनकी टीम ने एक संभावित जटिलता को चकमा दिया था जो भौतिक मॉडल के बिना अप्राप्य था।

रिप्ले और तातियाना केलिल, एक और ब्रिघम और महिला रेडियोलॉजिस्ट, 3 डी प्रिंट फ़ॉर हेल्थ नामक एक नए प्रयास का हिस्सा हैं, जो केवल पांच महीने पहले शुरू हुआ था। यह प्रेम का एक श्रम है, जो उनके खाली समय में बायोमेडिकल 3 डी प्रिंटिंग समुदाय के भीतर चर्चाओं को प्रोत्साहित करने के प्रयास में आयोजित किया गया था। वे ब्रिघम और महिला अस्पताल में कई सर्जनों और रेडियोलॉजिस्टों के साथ काम कर रहे हैं, जो अध्ययन करते हैं कि मरीजों की वास्तविक शारीरिक रचनाओं के विस्तृत 3 डी मॉडल सर्जरी और उपचार से जटिलताओं को कम करने में मदद कर सकते हैं, और रोगियों की अपनी सर्वश्रेष्ठ वकील बनने की क्षमता में भी सुधार कर सकते हैं।

"हम मरीजों और शोधकर्ताओं के लिए विचारों को साझा करने के लिए एक जगह बनाना चाहते थे कि हम चिकित्सा में 3 डी प्रिंटिंग का सबसे अच्छा उपयोग कैसे कर सकते हैं, " रिप्ले कहते हैं। "सही लोगों के हाथों में, यह एक बहुत शक्तिशाली उपकरण हो सकता है।"

दिल का 3 डी स्कैन (स्वास्थ्य के लिए 3 डी प्रिंट) मस्तिष्क में एक स्ट्रोक का 3 डी स्कैन (3 डी प्रिंट फॉर हेल्थ) गुर्दे का 3 डी स्कैन (स्वास्थ्य के लिए 3 डी प्रिंट)

टीम उनके रोगियों, और उनके लिए एक वास्तविक अंतर बनाने की इच्छा से प्रेरित है। कभी-कभी इसका मतलब है कि रोगी को उनकी बीमारी या विकृति को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिलेगी; कभी-कभी यह एक सर्जन को आगामी प्रक्रिया के लिए एक कसकर कोरियोग्राफ किए गए प्ले-बाय-प्ले को विकसित करने में मदद कर रहा है।

"हमने सर्जनों से पूछा कि उन्हें रात में क्या रखा है, " केलिल कहते हैं। “क्या उन्हें एक मरीज की शारीरिक रचना की कल्पना करने, या एक रोगी को एक प्रक्रिया को सूचित करने में मदद की आवश्यकता थी? हम एक मॉडल को सिर्फ इसलिए प्रिंट नहीं करना चाहते हैं क्योंकि यह प्रिंट करने योग्य है - इसकी उपयोगिता होनी चाहिए। ”

इस तरह से 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग करने वाला पहला मेडिकल संस्थान ब्रिघम एंड वीमेंस नहीं है। चिकित्सा आपूर्ति कंपनियां दिल के वाल्व और कृत्रिम अंग सहित उपकरणों के बेहतर प्रोटोटाइप डिजाइन करने के लिए 3 डी प्रिंटेड एनाटोमिकल मॉडल का उपयोग कर रही हैं; नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ एक प्रिंट एक्सचेंज रखता है जहां मॉडल डाउनलोड के लिए स्वतंत्र रूप से उपलब्ध हैं। ब्रिघम और महिला अस्पताल के प्रयासों को जो अलग बनाता है वह यह है कि वे डिजाइनिंग प्रक्रिया चला रहे हैं और कैसे पूर्व-प्रक्रिया मुद्रित मॉडल सर्जरी के समय और जटिलताओं को कम करने में अंतर करते हैं।

टीम ब्रिघम और महिला अस्पताल में अन्य चिकित्सकों के साथ संयोजन के रूप में दो प्रक्रियाओं पर ध्यान केंद्रित कर रही है - एक न्यूनतम इनवेसिव महाधमनी वाल्व प्रतिस्थापन और एक रोबोट-असिस्टेड किडनी ट्यूमर के उच्छेदन जहां जहाजों के बंद होने के बाद हर दूसरे मायने रखता है। सर्जरी से पहले एक मरीज के महाधमनी के 3 डी मॉडल होने से डॉक्टरों को एक वाल्व चुनने की अनुमति मिलती है जो बिल्कुल फिट बैठता है; एक किडनी के लिए, मॉडल सर्जन को ट्यूमर के स्थान का बेहतर दृश्य देता है, सर्जरी के दौरान रक्त के प्रवाह में कमी से ऊतक क्षति को कम करता है।

रिप्ले कहते हैं, "न्यूनतम इनवेसिव वाल्व रिप्लेसमेंट के साथ, इंटरवेंशनलिस्ट आपकी छाती को खोलने और शारीरिक रूप से फिट होने के लिए वाल्व को मापने के लिए नहीं मिलते हैं, " रिप्ले कहते हैं। "वर्तमान में, यह मापने का एकमात्र तरीका 2 डी छवि के साथ है, लेकिन सबसे अच्छी छवियों के साथ भी यह हमेशा आसान नहीं होता है।"

जेम्स वीवर और अहमद होस्नी के साथ मिलकर काम करते हुए, जैविक रूप से प्रेरित इंजीनियरिंग के लिए हार्वर्ड यूनिवर्सिटी के वाइस इंस्टीट्यूट में उच्च-रिज़ॉल्यूशन 3 डी प्रिंटिंग के विशेषज्ञ, टीम यह जांच कर रही है कि डिजिटल डेटा भौतिक मॉडल में कितनी सटीक रूप से अनुवाद करता है, साथ ही साथ इसका सबसे अच्छा उपयोग कैसे करें। मौजूदा स्कैन अनावश्यक अनावश्यक विकिरण के रोगियों के जोखिम को कम करने के लिए।

दंत चिकित्सक इसे वर्षों से कर रहे हैं। जब आप एक दांत का मुकुट खो देते हैं, तो वे एक प्रतिस्थापन बनाते हैं; एक सही फिट से कम कुछ भी आसपास के दांतों और अंतर्निहित हड्डी को नुकसान पहुंचा सकता है। 3 डी प्रिंटिंग के साथ, टीम व्यक्तिगत दवा को मुख्य धारा में उतारती है।

"हम वास्तव में रोगी-विशिष्ट उपचार बनाने में रुचि रखते हैं, " होसी कहते हैं। "हम आपके लिए सबसे उपयुक्त समाधान बनाना चाहते हैं, और आदर्श रूप से इसका मतलब है कि माप लेना, उन्हें एक चिकित्सा उपकरण निर्माता को भेजना और कुछ वापस प्राप्त करना है जो प्रत्येक रोगी के लिए सटीक है।"

और, समूह सोचता है कि चिकित्सा 3 डी मॉडल में आम बीमारियों में आवेदन हैं, न कि केवल दुर्लभ या जटिल प्रक्रियाओं के लिए।

बेथ रिप्ले (बाएं) और तातियाना केलिल (दाएं) वाशिंगटन, डीसी में 3 डी प्रिंटिंग एनाटॉमिकल मॉडल की प्रक्रिया में भाग लेते हैं। (स्वास्थ्य के लिए 3 डी प्रिंट) (स्वास्थ्य के लिए 3 डी प्रिंट) (स्वास्थ्य के लिए 3 डी प्रिंट) (स्वास्थ्य के लिए 3 डी प्रिंट) (स्वास्थ्य के लिए 3 डी प्रिंट) (स्वास्थ्य के लिए 3 डी प्रिंट) केलिल (दूर बाएं) और रिप्ले (बाएं से दूसरा) टीम के साथी जेम्स वीवर (दाएं से दूसरा) और अहमद होस्नी (सबसे दाएं), हार्वर्ड यूनिवर्सिटी के वाइस इंस्टीट्यूट फॉर बायोलॉजिकल इंस्पायर्ड इंजीनियरिंग से जुड़े थे। (स्वास्थ्य के लिए 3 डी प्रिंट)

उन्होंने "शीर्ष 10 हत्यारों" के प्रभावों को दर्शाने वाले मॉडल की एक सरणी बनाई है, यह प्रदर्शित करने के लिए कि हृदय रोग, कैंसर, सीओपीडी, आघात, स्ट्रोक, अल्जाइमर, मधुमेह, निमोनिया और फ्लू, गुर्दे की बीमारी और आत्महत्या के लिए 3 डी प्रिंटिंग कैसे उपयोगी होगी। । वाशिंगटन, डीसी में हाल ही में नेशनल मेकर फ़ेयर में, उपस्थित लोग प्रदर्शन तालिका के चारों ओर घुन लगाते हैं, दिमाग और पैरों और दिलों को उठाते हुए, जबकि रिप्ले, केलिल, होस्नी और वीवर ने स्वास्थ्य के लिए मॉडल और उनके संभावित लाभों की प्रक्रिया की व्याख्या की।

टीम को उम्मीद है कि उनके प्रयासों से रोगी-विशिष्ट उपचार होगा। एक मामले के रूप में, वे MIT के एक शोधकर्ता स्टीवन कीटिंग का उल्लेख करते हैं, जिन्हें 2014 में एक बड़े मस्तिष्क ट्यूमर का पता चला था। कीटिंग 3 डी में ट्यूमर की कल्पना करने के लिए वीवर और होसी के साथ काम करने में सक्रिय था, जबकि उनके सर्जन, एनियो चियोका ने उन्हें एक विशेष बनावट वाली प्रतिकृति मुद्रित करने के लिए कहा।

3 डी मॉडल, कीटिंग को ट्यूमर के दायरे को बेहतर ढंग से समझने में मदद करने में अविश्वसनीय रूप से सहायक थे और अपने परिवार, दोस्तों और साथी वैज्ञानिकों को अपने निदान के संवाद के लिए शक्तिशाली दृश्य सहायता प्रदान की। उनके अनुभव ने बायोमेडिकल 3 डी प्रिंटिंग की शैक्षिक शक्ति के रूप में आम जनता के भीतर जागरूकता बढ़ाने में मदद की है।

आदर्श रूप से, समूह एक मरीज को डॉक्टर को स्कैन डेटा लेने में सक्षम बनाता है और किसी भी प्रक्रिया के लिए उस अंग या ऊतक से बना एक मॉडल होता है। फिलहाल, अधिकांश बीमा योजनाएं उत्पादन मॉडल की लागत को कवर नहीं करती हैं, लेकिन केलिल कहते हैं कि यदि हम निदान, उपचार और लागत में कमी की उपयोगिता साबित करना जारी रखते हैं, तो निकट भविष्य में इसमें बदलाव हो सकता है। दिल रिप्ले ने सामग्री और श्रम में लगभग $ 200 का उत्पादन किया।

कम से कम, यदि एक मरीज को 3 डी प्रिंटेड मॉडल प्राप्त करने में रुचि है, तो उन्हें तुरंत डिजिटल छवियों के लिए पूछना चाहिए, रिप्ले सलाह देते हैं। वे चित्र सड़क के नीचे काम आ सकते हैं।

"मरीजों को अपने स्वयं के डेटा तक पहुंच होनी चाहिए, " केलिल कहते हैं। "यह उनकी अपनी शारीरिक रचना है।"

हार्वर्ड मेडिकल स्कूल में न्यूरोसर्जरी के एसोसिएट प्रोफेसर और बोस्टन चिल्ड्रन अस्पताल में मिर्गी सर्जरी कार्यक्रम के निदेशक जोसेफ मैडसेन ने हाल ही में एक मरीज के मस्तिष्क के एक भौतिक मॉडल का लाभ उठाया, जिस पर वह काम करेगा। वह शल्य चिकित्सा का सूखा रन करने में सक्षम था, जो मॉडल पर एक जटिल अनुवर्ती प्रक्रिया थी।

"हम सर्जरी में नियमित उपयोग के लिए अभी तक वहां नहीं हैं, लेकिन हमें हर दिन इस पर काम करना होगा, " मैडसेन कहते हैं। वह सोचता है कि अभ्यास के परिपक्व होने में कुछ समय लगेगा।

मैडसेन को 3 डी मॉडलिंग की दुनिया की एक विशेष समझ है: एक हाई स्कूलर के रूप में, उनका पहला लैब सलाहकार यूटा में एक कंप्यूटर साइंस स्नातक छात्र था जो कंप्यूटर एनीमेशन के साथ प्रयोग कर रहा था। उस समय, 70 के दशक की शुरुआत में, यह कंप्यूटिंग शक्ति का एक गहरा नया प्रयोग था, ऐसे समय में जब कंप्यूटर अभी भी धीमी गति से चल रहे थे। लगभग दो दशक बाद, मैडसेन के सलाहकार, एड कैटमुल ने पिक्सर एनिमेशन स्टूडियो की सह-स्थापना की।

मैडसेन कहते हैं , "एड में 3 डी ऑब्जेक्ट्स का विज़न था, जिसे मनोरंजन में इस्तेमाल किया जा सकता था, और टॉय स्टोरी के निर्माण में 20 साल लगे।" "क्या महत्वपूर्ण है कि कैसे [3 डी प्रिंटिंग] के लिए आवेदन किया जा रहा है। यह वही है जो आप इसके साथ करते हैं, आप इसे कैसे जोड़ते हैं। मैं प्रौद्योगिकी के विस्तार के पक्ष में हूं, लेकिन इसे सर्जन से बहुत विचारशील मूल्यांकन और उपयोगिता की आवश्यकता होगी। ”