自从有了3D打印心脏，外科医生们便可开始模拟实验了

你怎样才能区分一位良好的外科医生和一位出色的外科医生呢？

有部分医学专家认为，在普通医生中，很难做到仅仅通过身体扫描就能对人体器官有一个三维视觉的认识。

旧金山格莱斯顿（ Gladstone）心血管疾病研究所所长迪派克·斯里瓦斯塔瓦博士（Dr. Deepak Srivastava）说：“世界上只有少数顶尖的外科医生能像雕刻家一样，有着强烈的三维视觉想象力。”

“在心血管外科医生修复心脏问题的过程中，他们的成功通常很大程度上依赖于能否在脑海中清晰地描绘出心脏的立体结构，从而进一步解决问题。”斯里瓦斯塔瓦说。“而这对于经验较为欠缺的年轻医生来说，就更难了。”

幸运的是，最近在计算机建模这一领域取得的一些成就，能够相应地带动医学领域在未来几年的发展，对外科医生们也更为有利。

这其中，有一项技术是来自达索系统公司（Dassault Systèmes）的。这是法国一家通过专业的三维设计软件，帮助那些制造汽车、飞机的工程师们避免致命缺陷的公司。同样地，外科医生和医学研究者也可如此，通过三维软件来解决自己的专业难题。

这周早些时候，达索公司发布了一个人体心脏的高仿真数字模型，将其命名为“Living Heart Project”项目。医生们通过这个模型，可以听出每一次的心跳节奏，同时，带上3D眼镜，控制操纵杆，还可以放大心室和瓣膜，进行仔细的观察。

这项成果可以促使医疗器材制造商和高校们通过模拟实验，对常见的心脏疾病提出更加个性化的诊疗措施，同时也能潜在地改善手术效果。

“我们将患者进行扫描后，将图像重建成3D模型，然后在术前对其所有的可能情况进行试验。” ——“Living Heart Project”项目的首席战略官、主管史蒂夫·勒温（Steve Levine）博士说。

到目前为止，该公司一直在专注心脏的模拟，而不是其他的人体器官。因为在美国，心脏病是致死的主要原因，每4个死亡案例中就有1例是死于心脏病。

一些医院也开始利用设计软件来模拟常规医疗程序的效果，或是通过对一些常见疾病（如心脏病）进行模拟实验，从而进一步提出解决方案。在未来，医生们也许会在为某一位患者选定治疗方法或药物之前，先测试一下计算模型。

达索公司也期待医疗器材的制造商们能够利用“Living Heart Project”项目的技术做研发。因为这可能有助于他们快速准确地提出可实施想法，以及确定值得投资的临床试验。

该软件对于那些愿意利用此项目进行研究后分享其成果的组织，是免费使用的。而用于商业目的使用则至少需15000美元/年，为教学目的使用至少500美元/年。

卫生保健招募合作伙伴

“其实，很少人知道达索是一个有着30亿美元资产的公司，”勒温在最近的一次旅欧途中对KQED（旧金山公共广播电台）说。“因为我们都是在幕后运作的。”

最近几年，达索的高管团队又将目光重新聚集在重工业以外的行业。勒温将这条新路径称为“建模生命与自然。”

对于这个“Living Heart Project”项目，勒温团队邀请了一些世界顶尖医院的研究员来分享他们各自的成果。

到现在，他们已经招募了45位来自科学界的成员（或叫合作伙伴），他们各自都在独立地研究心脏疾病或是心脏的某种功能。还有其他的诸如来自梅奥诊所、斯坦福大学和牛津大学的研究员们都纷纷尝试了这项模拟。

达索公司还通过整合研究，利用工程技术建立了一个人体心脏基线的模拟分析。现在，它能成功地将某个患者的2D扫描图转化为3D模型了。

勒温说，联邦监管机构刚开始时听说这个项目时，对此是采取观望态度的。

“但我告诉他们（即美国食品和药品管理局FDA），你可不能像个没事人一样的站在一旁。你们必须参与到其中来。”

2014年，该机构同意与达索公司合作完成一个为期5年的研究项目，主要是检测起搏电极（一根能从装置传输电脉冲到心脏的细导线）的可靠性。但是他们强调了，这并不表示他们就完全支持在这个研究中所用到的计算模型。

FDA希望医生们将来能将这种仿真技术用作规划目的和临床决策。但是在目前的初级阶段，还是要提醒医生们注意，应多花点精力评估这些新技术的可信性和潜在缺陷。

“要进一步采用计算机模拟，还要解决包括某些生理病症数据的缺乏这样的问题，否则很难做出切实的预测。”FDA科学与工程实验室办公室高级科学顾问堂娜·洛克纳（Donna Lochner）说。

锤子还得自己寻找钉子？

在旧金山加利福尼亚大学，心脏科的一组研究人员只想要通过“Living Heart Project”项目完成这样一件事情——确定患者做瓣膜置换术的最佳时间。

瓣膜应该在其生命周期即将结束时得到置换，而又不能使其留在体内过久而导致心脏功能恶化。对此，医生们必须找到一个相对平衡点。

心脏科主任杰弗里·奥尔金（Jeffrey Olgin）博士也一直在密切关注这个团队的进展。但他绝不相信“Living Heart Project”项目会从根本上改变目前的行医方式。

他质疑道：“要是真的通过这个改变了现在的行医方式，难道不就像一把需要寻找钉子的锤子吗？解决问题的事物变成了待解决的问题？”

奥尔金说，也许“Living Heart Project”项目仅仅是一个寻找问题的技术解决方案，但现在下定论还为时过早。他到目前也没能看到一个有说服力的研究，能够证明通过这个模拟能改善患者的状况。

和汽车、飞机这些人造物体不同的是，我们很难预测模拟的人体心脏会如何应对来自现实世界的压力。奥尔金担心医生们未来会太过依赖这项技术，或者医疗器材的制造商们在发现模拟显示消极结果时，会突然停止进行一些有望成功的研究。

他表示：“这项技术并不能像在动物或小规模人体上进行试验那样，提供同样明显的证据来表明其试验结果。”

“因为不巧的是，人体并不总是遵循着物理法则。”（动脉网微信公众号：vcbeat)

来源：动脉网   作者：原作者：Christina Farr 编译 ：唐超琰