傳說(shuō)中，神筆馬良可以用一支筆出一個(gè)活生生的世界——現(xiàn)在，這則想像已變成了現(xiàn)實(shí)，僅靠一臺(tái)打印機(jī)，不僅可以打印出宏偉的建筑、惟妙惟肖的動(dòng)物，甚至還能打印出心臟、腎臟等器官模型……這項(xiàng)從軟件到硬件都由東北林業(yè)大學(xué)研制的國(guó)內(nèi)領(lǐng)先三維掃描、三維重建、3D打印技術(shù)，即將顛覆傳統(tǒng)認(rèn)知。近日，記者探訪東北林業(yè)大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)，這項(xiàng)高新技術(shù)已經(jīng)不再束之高閣，開始走向社會(huì)。
醫(yī)療變革 開啟就醫(yī)新時(shí)代
據(jù)東北林業(yè)大學(xué)三維數(shù)字化技術(shù)研究所所長(zhǎng)邱兆文介紹，以往醫(yī)院的CT片子只能反映出一個(gè)平面的圖像，只能知道病變的大概位置，至于具體這個(gè)病變連在哪根血管上，就得等醫(yī)生“打開肚子”才能知道。而目前該研究所開發(fā)的軟件已經(jīng)能夠把普通的CT片子，轉(zhuǎn)換成三維模型，在手術(shù)之前，患者就能夠看到具體病變位置，醫(yī)生也能夠在“打開肚子”之前就做到心中有數(shù)。
今年7月，72歲的劉大媽被哈醫(yī)大四院診斷為肺門腫瘤，這個(gè)腫瘤位于肺的根部，常規(guī)CT很難分清腫瘤與周圍血管的關(guān)系，手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)極高。哈醫(yī)大四院胸外科二區(qū)主任崔鍵找到邱兆文，利用3D打印技術(shù)將劉大媽的肺部打印出來(lái)，相當(dāng)于拷貝了一個(gè)立體、完整的劉大媽的肺出來(lái)。在3D模型的幫助下，崔鍵主任的手術(shù)團(tuán)隊(duì)順利地為劉大媽進(jìn)行了肺葉切除手術(shù)。
“真沒(méi)想到，3D打印出來(lái)的肺部模型和患者真實(shí)的肺部結(jié)構(gòu)絲毫不差，這樣我們不僅可以在術(shù)前進(jìn)行模擬切割，讓實(shí)際手術(shù)更為順利，而且這些模型還可以為教學(xué)提供素材。以往在手術(shù)臺(tái)上，只能是主刀醫(yī)生看到患者的實(shí)際情況，沒(méi)有時(shí)間和空間讓更多的學(xué)生實(shí)際操作，現(xiàn)在有了3D打印技術(shù)，就可以還原手術(shù)，大大提高醫(yī)療學(xué)生的技術(shù)水平。”提起3D打印技術(shù)能夠?yàn)獒t(yī)療界帶來(lái)的變革，崔鍵十分興奮。
雖然3D打印作為一項(xiàng)新生事物已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域有所應(yīng)用，但東北林業(yè)大學(xué)三維數(shù)字化技術(shù)研究所攻克的技術(shù)難關(guān)則在于軟件的轉(zhuǎn)換。邱兆文團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)10多年的研究，終于可以通過(guò)三維重建技術(shù)將三維斷層掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成3D模型，從而開啟了醫(yī)療界的一場(chǎng)變革。現(xiàn)在邱兆文還有一個(gè)更遠(yuǎn)大的計(jì)劃——建立三維斷層掃描數(shù)據(jù)實(shí)體化輔助診療云平臺(tái)。今后，不論患者是在北上廣這樣的發(fā)達(dá)城市，還是在相對(duì)偏遠(yuǎn)的城市鄉(xiāng)村，只要在網(wǎng)上提供CT、核磁等數(shù)據(jù)，云平臺(tái)就會(huì)生成三維可視化結(jié)果，醫(yī)生可以遠(yuǎn)程會(huì)診，對(duì)病情作出診斷、為手術(shù)作出規(guī)劃。
應(yīng)用廣泛 高新技術(shù)博市場(chǎng)
除了在醫(yī)療方面大有作為，邱兆文團(tuán)隊(duì)的三維重建和3D打印技術(shù)還可以在更加廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮作用。
“目前我們還可以對(duì)木材內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維重建，對(duì)木材內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和缺陷進(jìn)行可視化分析。這樣的技術(shù)對(duì)于制造樂(lè)器等使用高等級(jí)木材原料的企業(yè)將十分有用。”邱兆文介紹說(shuō)。除了可以“透視”木材內(nèi)部，他們還可以對(duì)礦石進(jìn)行分析，“可以說(shuō)，在這個(gè)技術(shù)面前，世界都可以變得透明。”
而3D打印技術(shù)更讓以往難以保留的作品完美復(fù)原。“每年太陽(yáng)島雪博會(huì)都會(huì)有很多精美的作品，但是這些作品的壽命只有一季，溫度升高，再好的作品也只能成為記憶。而3D打印則讓這些作品得到‘永生’。”目前，邱兆文團(tuán)隊(duì)不僅制作了2015年雪博會(huì)作品的微縮復(fù)制品，甚至還打印了大小不一的索菲亞教堂、中國(guó)(哈爾濱)森林博物館的部分展品。“我們還可以制作學(xué)校的標(biāo)志性建筑微縮品、人物形象復(fù)制品等。可以說(shuō)只有你想不到的，沒(méi)有我們打印不出來(lái)的。”東北林業(yè)大學(xué)三維數(shù)字化技術(shù)研究所負(fù)責(zé)3D打印機(jī)研發(fā)的吳頔博士表示。
現(xiàn)在，邱兆文的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)對(duì)帽兒山國(guó)家森林公園老爺嶺長(zhǎng)度大約1公里的野外實(shí)習(xí)路線進(jìn)行了三維激光掃描，學(xué)生不用再到現(xiàn)場(chǎng)就能夠知道樹木的分布情況，還可以量測(cè)每棵樹木的樹高、胸徑、樹冠面積等信息，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的森林資源調(diào)查手段，使實(shí)習(xí)變得更加方便。
目前，為了推廣這項(xiàng)有廣闊應(yīng)用前景的技術(shù)，邱兆文剛剛注冊(cè)成立了公司。臧加宇是東北林業(yè)大學(xué)2015年畢業(yè)的學(xué)生，但是因?yàn)榭春霉厩熬岸艞壖依锝o找好的工作，一心跟著邱兆文。“我們相信，大學(xué)教師的高新技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化的道路上會(huì)越走越順，所以我們對(duì)自己的未來(lái)充滿信心。”臧加宇說(shuō)。