快速、準確的創建三維模型,與醫院診斷流程的無縫集成,為3D打印醫療模型在臨床中的普及應用提供了技術條件。在入局這一細分領域的企業中,不僅有3D打印企業,還有傳統醫學影像巨頭。
3D打印醫療模型在實現精準手術、降低復雜手術難度方面所起到的作用,逐漸受多個醫學學科的認可。2019年7月1日,美國醫學協會(AMA)批準的用于3D打印醫療模型和手術導板報銷的“通用醫療程序編碼”代碼(CPT code)正式使用,我國12個部委已發文表示2020年解決收費標準和進醫保的問題。費用報銷問題的解決,將推動3D打印醫療模型在醫療中的普及化。
3D打印醫療模型是通過軟件對計算機斷層掃描(CT)、核磁共振(MRI)等設備產生的醫學影像進行三維建模,并將建模文件傳輸給3D打印設備進行打印而產生的。通常將二維的醫學影像數據轉化為三維的數字模型再轉化為3D打印文件的過程比較繁瑣,打印失敗的過程常有發生。但醫療模型3D打印技術,尤其是專有軟件的不斷優化將使得醫療模型創建過程變得更為簡單,為醫療模型在臨床中使用提供了技術條件。
根據3D科學谷的市場觀察,2018年以來,FDA 陸續批準了三款可用于3D打印醫療模型建模的軟件。除了這些創建3D打印醫療模型的軟件之外,醫學影像巨頭企業也緊盯醫療3D打印模型領域,通過自主研發或與3D打印軟件企業合作的方式,將醫療模型的三維建模與3D打印集成到現有的醫學影像工作流程中,補足從醫學影像到實體物理醫療模型的“***后一公里”。
根據FDA在2017年公布的關于3D打印患者特異性解剖模型指南,用于診斷的3D打印醫學解剖模型需通過獲得II類醫療器審批的軟件進行設計。軟件企業Materialise、Synopsys 以及3D打印設備企業3D Systems 在2018年以來分別有醫療模型3D打印軟件獲得FDA 批準。
Materialise Mimics inPrint 是******獲得FDA批準的專門用于3D打印醫學解剖模型的軟件。Materialise 通過對3D打印設備合作伙伴進行兼容性認證,來保證其3D操作具有完全兼容性且能夠滿足開發和打印患者定制化3D解剖模型所需的質量標準。
Materialise 合作伙伴-HP。來源:Materialise
已進行認證的3D打印合作伙伴包括:Formlabs, HP(惠普),Stratasys以及Ultimaker。經過認證的3D打印設備與材料適合制造骨科、顱頜面和心血管解剖模型。
Materialise 合作伙伴-Formlabs。來源:Materialise
四家合作伙伴涵蓋了4種具有代表性的醫療模型3D打印技術,Formlabs 通過認證的Form 2 桌面3D打印與透明樹脂材料Clear FLGGPCL02 ,基于立體光固化3D打印技術(SLA);惠普 MJF 580 全彩 3D 打印與HP 3D HR CB PA 12 材料,基于多射流熔融技術;Stratasys 的J750/J735 和Objet30 Prime 設備以及一系列材料,基于材料噴射技術Polyjet; Ultimaker S5 與PLA 材料,基于FDM 3D打印技術。
Synopsys公司的Simpleware? ScanIP Medical 獲得了FDA 批準,該軟件可用于將CT或MRI醫學影像設備產生的醫學影像,轉化為輸出文件,支持多種導出格式,包括快速創建用于3D打印的STL。該軟件還可以用作模擬/評估手術治療選項的術前規劃軟件。
ScanIP Medical。來源:Synopsys
ScanIP為處理3D圖像數據(MRI,CT,micro-CT,FIB-SEM 等數據)提供了全面的軟件環境,圖像可視化、分析、分割和量化工具。ScanIP 可導出CAD和3D打印文件,其他模塊可用于FE網格劃分,CAD和圖像數據集成,NURBS導出以及計算有效材料屬性。
3D Systems 公司的D2P? (DICOM-to-PRINT)軟件在9月份獲得FDA 510(k)批準,該軟件用于設計患者特異性的3D打印醫療模型,應用學科包括心血管,顱面外科,胃腸道,泌尿生殖系統,神經系統和肌肉骨骼。軟件中的的自動分割使醫療從業者能夠從醫學成像數據中快速創建準確的數字3D解剖模型。該軟件與3D Systems 的SLS、SLA、彩色3D打印設備相兼容。
在醫學影像市場上,GE 、飛利浦和西門子以70%的市場占有率被稱為醫學影像“三巨頭”。而根據3D科學谷的市場觀察,這三家醫學影像巨頭皆有涉足醫療模型3D打印領域,他們或通過自主研發,或通過與3D打印軟件企業的合作來實現醫學影像、三維建模、3D打印的銜接。雖然采取的方式不同,但目標均指向將這三個流程進行無縫銜接。
GE AW 4.7工作站。來源:edu.gehealthcare.cn
GE 醫療基于醫學成像和信息技術等領域的硬件與軟件基礎,推出了AW4.7工作站,該工作站將GE 醫療的CT等影像設備與3D打印技術相結合,可提供一站式的3D打印醫療模型解決方案。GE AW 4.7工作站可以處理使用GE醫療影像設備所獲取的圖像,對上游影像設備有著極強的兼容性,對下游的3D打印設備也有著極強的兼容性。
ace Portal 11。來源:Philips
飛利浦早在視覺分析和量化軟件IntelliSpace Portal 9.0 中集成了醫療模型的3D成像和3D打印功能,目前更新的版本為IntelliSpace Portal 11。這款軟件的作用是幫助放射科醫生對神經系統、腫瘤和心臟疾病進行檢測和診斷。
該軟件有一項3D建模功能(3D Modeling),這一功能為醫院用戶提供優化的3D打印醫療模型工作流程。用戶在進行解剖模型三維建模時,既可以從Portal 中導入3D 分割圖像,也可以根據DICOM 圖像文件自行創建定制化的模型。
在此前推出IntelliSpace Portal 10版本時,飛利浦已將該軟件與部分3D打印設備進行了無縫銜接,醫院用戶可以在軟件中創建模型,保存數據并將數據傳輸到3D打印設備,實現從創建3D模型到打印實體醫療模型的銜接。
來源:Siemens Healthineers
西門子醫療(Siemens Healthineers)與Materialise合作,將 3D打印醫療模型軟件Mimics inPrint 與西門子醫療的醫學圖像處理軟件syngo .via 集成。Mimics inPrint 與標準醫院工作流程集成,有助于在臨床環境中集成3D打印醫療模型,為患者和醫院提供更高質量,更具成本效益的醫療方案。
涉足3D打印醫療模型這一細分領域,或許對醫學影像巨頭企業來說只是在其影像解決方案優化中邁出的一小步,但對于3D打印醫療模型與醫院現有診斷流程融合或將起到深遠的影響。