骨科手术的计划是一个复杂的过程。在很多方面，它就像蒙着眼睛工作一样；外科医生在实际手术过程中才能看到需要处理的骨骼，而那时时间最为关键。即使有 X 射线和 CT 扫描，原始数据也可能难以正确解读。幸运的是，开源软件可以（并且确实！）帮助减少猜测。
在 2015 年 Blender 大会上，Vasily Shishkin 就他的研究项目以及 Blender 和 3D 打印在骨科手术计划和指导中的应用，做了一个 非常有趣的演讲。（友情提示：他的演示文稿中包含一些实际手术的图像，如果这类内容让你感到不适，请不要观看。请观看文章末尾的视频。）
你可能会发现自己在想：“等等。Blender？是那个用来制作漂亮图像和动画的 Blender 吗？那个 Blender 吗？” 是的。就是那个 Blender。
尽管 Vasily 使用的案例非常酷，但其过程非常简单直接。他们获取需要手术的骨骼的 CT 扫描，以及身体另一侧对应的健康骨骼的 CT 扫描。这些 CT 扫描被转换为 3D 网格数据并加载到 Blender 中。在 Blender 中，健康骨骼的网格被镜像，并作为模板来展示需要在需要手术的骨骼上进行的矫正操作。该网格甚至可以用来构建精确的 3D 模型，以辅助手术过程。这些模型被 3D 打印出来，并在实际手术中使用。
当然，这引发了更多问题，所以我设法在会议结束后赶上 Vasily，并向他抛出了一些问题。
我发现有趣的是，你专门选择 Blender 是因为它不是一个带有大量精密工具的 CAD 软件包。然而，你也正在使用 3D 打印，有时这需要精确度和准确性。缺乏这些工具或精度是否给你带来了任何问题？
我使用 Blender 是因为它没有为了特定目的而过度加载特殊的工程测量工具，例如确定物体的壁厚或测量密度不同的材料的张力或扭转。我们在临床医学中不需要这些。
人体具有强大的适应机制。肢体可以接受的总体缩短可以达到 4 厘米。如果人体解剖结构发生变化，身体会自行适应。但是，当这些变化严重并引起患者疼痛和不适时，外科医生就会介入。如果你在大型节段（例如股骨）的手术中错过几毫米，那没什么大不了的。较小的局部区域显然需要更高的精度。我们需要 Blender 提供 3D 可视化，以接收有关畸形的信息并找到纠正畸形的解决方案。至于 3D 打印，它运行良好。我们在干预期间没有遇到任何问题。
精度主要取决于 CT 数据的分辨率。我们使用基本的工具集——例如距离和角度测量。其余的计算是根据健康侧骨骼的相对对齐方式进行的。
你从 CT 扫描中获得的 3D 模型有多复杂？Blender 在处理这种密集的几何图形时表现如何？
我们在 Blender 中得到的模型可能非常大——最多可达数百万个顶点——这可能是一个问题。网格的细节越少，我们从中获得的信息就越少。降低多边形数量是不可行的，因为它会减少细节。因此，我们必须非常准确地使用减面和重新网格化工具，以保持模型的 информативность（信息量）。总的来说，如果将每个模型的顶点数量保持在约 60,000 个的合理范围内，Blender 的表现还是不错的。
你是否对 Blender 进行了任何更改，或者你希望进行哪些更改，以便使其更适合你的使用方式？
我目前正在开发一个插件，这将允许新的 Blender 用户立即开始使用该软件。它只是一些在面板中实现的标准工具，但我相信它可以帮助人们快速熟悉这个系统。
你多久使用 Blender 来计划手术？
在我们的诊所，每个复杂的临床病例都会使用该系统进行治疗。这取决于许多因素，但时不时就会有疑难患者。目前，我们每周肯定会遇到这样一例病例。目前，接受治疗的患者总数已超过 80 例。
你在会议演讲中提到，你希望编写自定义脚本或工具，以更好地促进 3D 模型的自动对齐。会议上是否有人能够在这方面帮助你？对于没有参加演讲的人，你能解释一下为什么这对你如此有用吗？
这种计划方法的主要优点是，我们使用患者自身的解剖结构，依靠来自对侧肢体的 3D CT 扫描数据作为参考或重建模板。这可以清楚地了解所需的矫正量。我们将健康和变形骨骼的网格叠加在一起，并对齐匹配的部分，使偏差变得可见。目前这是手动完成的，需要时间。此外，即使对于医生来说，骨骼解剖结构也可能非常复杂难以理解。自动化两个相似网格的对齐过程可以帮助解决这个问题。
在会议上，有人向我走来，之后也收到了一些电子邮件。提议各不相同：有些人只是感兴趣，而另一些人则提供他们的编程技能。因此，如果有人可以帮助或就如何实现自动化提供建议，那就太好了。
其他医生如何看待这种技术？
当我在医学会议上谈论这种技术时，反响各异。一些外科医生很着迷，而另一些外科医生则试图向我证明这东西没用，并且手术中没有什么新东西可以发明了。医生们相当保守，很难说服他们尝试新事物并跳出固有思维模式。但我相信，在未来，计算机辅助手术将成为一种标准，就像今天的计算机辅助设计在工程领域一样。毕竟，人们只会从获得一流的医疗保健中受益。
Blender 是一款免费开源的 3D 创建套件。Blender 大会是在阿姆斯特丹举办的年度活动，供开发人员、设计师和爱好者了解更多关于 Blender 技术、功能和工具的信息。
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