3D掃描技術改變小兒心臟病學的研究與學習

瞭解心臟解剖、先天性缺陷和疾病變異對於小兒心臟病的治療和教育至關重要。傳統上，這依賴於實體標本、模型和2D影象。然而，3D掃描技術的進步徹底改變了心臟解剖和病理學的研究與教學方式。

芝加哥Lurie兒童醫院的小兒心臟病學教授Rohit Loomba博士一直處於這一變革的前沿。透過使用Revopoint MIRACO 3D掃描器，Loomba博士為研究和醫學教育做出了貢獻。本案例研究探討了3D掃描如何改變了小兒心臟病學的理解與學習。

心臟標本的獲取限制

小兒心臟病學的主要挑戰之一是解剖心臟標本的稀缺性，尤其是具有先天性畸形的心臟標本。

正如Loomba博士所解釋的：“全球範圍內可用的解剖標本數量有限，尤其是心臟。具有先天性畸形的心臟更為稀少。因此，許多人無法獲得心臟標本來幫助他們瞭解解剖細節。”

這種限制還因儲存實體標本的挑戰而進一步加劇，特別是那些需要長期儲存或運輸的標本。此外，傳統的模型（如蠟模或塑膠複製品）通常無法完全捕捉心臟結構的複雜性和空間關係。這可能使學生和臨床醫生難以理解先天性心臟問題和疾病的複雜細節。

3D掃描技術填補空白

3D掃描技術已被證明是克服這些障礙的寶貴工具。透過使用Revopoint MIRACO建立的3D模型，Loomba博士可以提供高度詳細、準確且易於訪問的心臟解剖表示，無論地理位置如何。正如Loomba博士所說：“能夠使用3D掃描建立3D模型，使這些心臟標本對其他人也變得可訪問。雖然他們無法親手觸控實際的心臟，但他們可以旋轉3D模型並放大縮小……以瞭解結構及其空間關係。”

這些數位模型的互動性提供了傳統二維繪圖、照片甚至影片無法比擬的體驗。醫學專業人士和學生可以從不同角度探索心臟，放大特定結構，並理解不同解剖元件之間的空間關係。

Loomba博士進一步強調了3D掃描在更廣泛教育應用中的潛力：「我的一些合作者對身體其他部位感興趣，並成功掃描了一個膝關節，效果非常好。這有很大的潛力。」這種不僅能掃描心臟，還能掃描其他解剖結構的能力，為跨學科的學習開闢了新的途徑。

增強教育和遠端合作

這些3D模型的最大優勢之一是對醫學教育的提升。傳統方法（如教科書、靜態模型甚至實體標本）在準確性和可用性方面存在限制。Loomba博士指出：“為什麼要使用塑膠心臟模型或繪圖，而可以使用實際心臟的掃描？這確保了空間關係完全真實，並且所有可掃描的結構都被包括在內。”

透過他的3D模型，Loomba博士可以遠端並隨時隨地教授學生、專業人士和合作者，這是以前無法實現的。他繼續說道：“我已經將這些掃描用於Zoom講座，補充面對面講座，甚至在會議期間強化相關的解剖概念。”

此外，Loomba博士正在與一個國際團隊合作開發一個名為Cardioscape的免費教育工具，該工具包含一系列3D心臟模型，允許互動學習並提高參與度。這個工具對於初學者和經驗豐富的臨床醫生都非常有用，提供了多樣化的模型，否則這些模型將難以訪問。

超越傳統解剖模型的優勢

3D掃描的互動性提供了傳統模型無法比擬的靈活性。正如Loomba博士解釋的：“透過3D掃描，所有空間關係都得以保留，並且可以從任何角度或縮放比例檢視掃描結果。沒有任何可見結構被遺漏……特定的解剖結構可以被標記。”

這種增加的互動性增強了學習體驗，使人們能夠更全面地理解心臟解剖和病理學。

改善獲取與儲存

數位3D模型的另一個優勢是其可訪問性。實體標本需要大量的護理、維護和儲存。

Loomba博士還與世界上兩個最大的心臟標本檔案館（Maurice Lev先天性心臟和傳導中心以及Farouk Idriss心臟登記處）合作，深知維護實體心臟檔案館的挑戰：

“維護心臟檔案館很困難，原因有幾個。首先，需要有人對此感興趣並能投入時間。其次，心臟必須得到物理維護。”相比之下，數位模型不會隨時間退化，也不需要相同的專業知識來儲存。

Loomba博士設想了一個未來，即建立心臟模型的數位登記處，使儲存和分享有價值的標本變得更容易，而無需擔心實體儲存的風險：“一旦我們能夠建立數位登記處，這些將更容易維護……標本不會隨時間退化。3D掃描將使我們能夠永久儲存這些標本，因為實體標本不會永遠儲存。”

這種數位化轉變將使更多人能夠訪問心臟標本，無論他們身在何處。

分析心臟解剖和疾病的變異

3D掃描還有助於研究心臟解剖的變異，特別是先天性畸形的情況。

正如Loomba博士解釋的：“3D掃描幫助我們研究個體之間的空間關係和結構形成的變異。更重要的是，它讓我們能夠向其他人展示這些變異。”透過掃描不同個體的心臟，包括那些具有先天性疾病的個體，Loomba博士和他的合作者可以更好地理解這些異常如何表現，並在不同病例之間進行比較。

他提到了一項即將發表的研究，涉及3D模型：“我們即將發表一項關於法洛四聯症中肺動脈瓣的研究……我們在即將發表的論文中包含了一些3D模型！”這種遠端分享和操作模型的能力，使得全球各地的研究人員之間能夠進行更廣泛的合作。

MIRACO 3D掃描器在過程中的幫助

Loomba博士發現Revopoint MIRACO掃描器是他工作的理想工具，因為其便攜性、經濟性和易用性。與他最初嘗試的更大、更昂貴的掃描器不同，MIRACO無線且緊湊，使他能夠在各種檔案館中掃描標本，而無需攜帶笨重的裝置。

Loomba博士表示：“Revopoint MIRACO便攜、無線且價格實惠。我可以將其放入揹包中，如果訪問其他檔案館，我可以隨身攜帶。它非常易於使用，軟體也非常直觀！”這種便攜性和易用性使Loomba博士能夠掃描各種標本，而無需面對更大、更昂貴裝置帶來的物流挑戰。

簡化工作流程

Loomba博士開發了一種高效的心臟標本掃描工作流程。他從登記處選擇心臟，準備並將其放置在轉盤上，使用縫合線和止血鉗來暴露關鍵結構。準備工作可能需要幾分鐘到半小時，具體取決於標本。一旦準備就緒，Loomba博士使用MIRACO捕捉每掃描約1,000幀。

在掃描完成後，他使用Revopoint的Revo Scan和Blender進行後處理。他補充道：「我使用像Sketchfab和Cardioscape這樣的平臺來存放模型，並使其可用於教學和合作。」這個過程不僅提升了學習體驗，還促成了全球共享的心臟標本數位化資料庫的建立。

小兒心臟病學的新時代

3D掃描正在改變小兒心臟病學中心臟解剖和病理的理解與教學方式。建立精確且互動的模型不僅增強了教育與合作，還解決了標本儲存的挑戰。

正如Dr. Loomba的工作所展示的，3D掃描不僅是研究工具的一大進步，更是一種正規化轉變，改變了醫療專業人員和學生跨學科學習與合作的方式。