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防災ショップをしておりますが、新しい分野での製品開発を進めるため、医療や生体工学の研究等で活用されているマテリアライズジャパン株式会社の3Dモデルソフトと3Dプリント応用例についてカンファレンスに参加しました。

マテリアライズジャパン カンファレンス2015
http://www.materialise.com/events/2015-japan-conference-2015
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マテリアライズジャパンはCTやMRIの画像データから骨や心臓等の臓器を3Dモデルにする医用生体工学用ソフトウェア(Mimics Innovation Suite)や3Dモデルの形状を修正するとか有限要素解析のためにメッシュ作成することができるソフトウェア(3-matic)等の製品を販売されています。私は以前勤務していた会社でも製品開発で使用していたこともあり、現在医療分野の研究等でどのようなことが行われているのか情報収集をしてきました。

工業分野、医療・生体分野から約150人もの参加者があり、血管のステント、人工関節、人工心臓、脳動脈瘤、泌尿器と幅広い分野での製品開発や術前のシミュレーションへの活用例の発表がありました。これまで特定の分野の学会にしか参加したことがなかったため、馴染みのない分野での研究を知ることができて新鮮に感じました。

たとえば、心臓外科の分野だと先天性の心疾患患者の心臓の3Dプリントされた模型を製作してどの場所の血管と血管をつなげば血流が正常に流れそうかを手術前に考えるために利用されていたり、脳外科の分野だと脳動脈瘤のどこをクリップして血流をせき止めれば破裂のリスクを下げられるか血流シミュレーション用に3Dモデルを利用されていました。初めて聞いた内容として、泌尿器科の分野で排尿に異常がある症例だと、膀胱の3Dモデルの表面の滑らかさが失われて細かい凹凸が生じているようですが、3-maticの機能を用いると表面の滑らかさが評価できるという内容がありました。排尿するに伴って膀胱の形状が時間経過とともにダイナミックに変化する様子や排尿状況の流体シミュレーションをされているのは面白い解析だと思いました。排尿障害がある場合だとどうなるか、どんな特徴が現れるかが分かれば症状の理解が深まるのでは、と思われました。

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写真の奥の3Dプリントモデルは先天的に穴が開いている心臓の外科手術の検討を行うときに製作されたもの。
内部がどのようになっているかは現物の模型であれば、さまざまな角度から形状を確認することができる。
写真の手前は部位ごとに色づけされたモデル。部位の形態確認が行いやすい。

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大動脈の透明な3Dモデル。動脈瘤の位置や動脈の壁の厚みなどが再現されている。
弾力性のあるモデルを製作することで手術の事前操作を試すことができる。

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先天的に心臓に腫瘍がある症例の3Dモデル。
PCモニターでCTから構築されたモデルを見るより、腫瘍の位置を把握しやすい。

3Dプリントのサービスが広がってきているのでフリーウェアのCADを使えば誰でも模型を作成できるようになってきていますが、CTやMRIの医療画像から3Dモデルを作ることができるような汎用ソフトはマテリアライズ社のもの以外に有名なソフトはないのでは、と思っています。月ごとの使用契約もできるようなので、企業や研究機関だけではなく、個人であってもアイデアを試すことができそうです。
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※3Dプリントサービスをはじめました。
コメント
とっても興味深い研究会についてのレポートで、楽しく読ませていただきました。
術前にシュミレーションも出来るし、3Dプリンタって凄いですよね。
  • by パンダ子
  • 2015/12/08 12:34 AM
コメントありがとうございます!
3Dプリントには可能性がありますね。心臓ぐらいの大きさ(握りこぶしぐらい)なら製作費も現実的なんですが、2、3倍大きくなると結構厳しくなってきます。製作費がもう少しかからなくなるともっと応用範囲が広がるのではとも最近思っています。
あと、まだまだ3Dプリントでできることが医療には活用しきれていないと思っています。本当の臓器とほぼ同じ形を再現できていることはすごいことなのに、人間がちょっと触るぐらいにしか活用できていないのはまだ工夫が足りていないのではとも思います。自分がそれを見つけ出したいですね!!
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