Innovative Medical Designs公司位于加利福利亞州的Carlsbad，其創(chuàng)始人兼總裁Rick Harp采用一種人體骨骼的精確復制品來測試他設計的一種叫SurgiFile的手術工具，這是一種讓外科醫(yī)生做人體背部勞損疾病手術的安全工具。在Harp的工廠有一個功能齊全的手術臺，他學習醫(yī)學，觀摩了很多經(jīng)驗豐富的神經(jīng)外科醫(yī)生的手術。他說：“如果你想設計一個解決方案，首先你得知道問題所在?！?/span>

    Rick Harp是位于加利福利亞州Carlsbad的Innovative Medical Designs公司創(chuàng)始人兼總裁是Rick Harp，其公司主要業(yè)務是設計并生產醫(yī)療器械行業(yè)用的工具，充分領會了“醫(yī)師，醫(yī)治你自己”這句諺語的含義。

    當然，Rick不是醫(yī)生，只是一個非常杰出的人，他既是醫(yī)療器械設計工程師又是制造大師，近十年來一直致力于設計和制造一種外科工具，可以讓神經(jīng)外科醫(yī)生修復人體脊椎，卻不會破壞脊柱神經(jīng)。Harp做這個的目的很簡單，1996年他由于汽車追尾事故而使脖子嚴重受傷。

    “1996年，我被Braun Thermal Scan公司聘為顧問，專門解決他們的一個設計問題，該公司制造放在耳朵內的鼓膜溫度儀”他說。“他們有一個新模型但是做不出來，我解決了這個問題。當我在去給他們做演示文稿的路上時，我的車被一位女士開的四門凱迪拉克追尾，當她撞我時，我正停在一個紅綠燈前，低頭快速瀏覽我的演示文稿。車禍的結果是我的頸部嚴重扭傷?！?/span>

    在這之后的一年，Harp四處尋醫(yī)，但無人可以治愈他的傷。

    Harp的公司使用GibbsCAM軟件給法道機床編程，生產他們公司自己設計的產品樣品模型。

    “許多醫(yī)生得出的結論就是需要對我進行一個頸椎融合術并且可能需要做腰椎（背部下方）手術”他說，“基本上，他們的想法是從我的髖部或其它尸體上取出一塊兒骨頭，然后把它放到我的頸部受傷位置。他們想做的是方法是打開一個所謂的管狀槽，而這正是神經(jīng)通過脊椎的通道，最壞結果是我的神經(jīng)受到擠壓，導致我的雙手麻木，不能再操作加工中心了。”

    Harp沒有接受這種不能保證完全成功，有可能出問題的脊椎修復治療方案。

    “有時候這些手術能成功，有時候不行?！彼f，“我不斷詢問很多醫(yī)生‘你們?yōu)槭裁匆鲞@個頸椎融合手術呢？’他們的回答是他們想解除神經(jīng)擠壓。于是，我又問，‘你們?yōu)槭裁床荒苤簧爝M到神經(jīng)旁邊的骨隧道呢？’他們的答案是‘目前沒有任何工具可以實現(xiàn)這種方法！’這個答案很令我震驚。過去十年來我一直在為美國醫(yī)療設備供應公司設計各種外科手術工具，所以我說‘這樣的工具會有的，因為我要設計它。’這就是我開始做這個項目的原因?！?/span>

醫(yī)學背景

    Rick Harp的醫(yī)學背景是他做這樣項目的獨有的優(yōu)勢。

    “我年輕的時候，在一家排在前三名的汽車制造商的結構設計工程師，我常常和在車間工作的人員交談，我從他們那里學到：如果我想成為一名真正優(yōu)秀的設計工程師，我需要學會如何制造我自己設計的東西。結果，經(jīng)過多年經(jīng)驗積累，我就成了人稱的機械大師了。從那時起，每當我雇傭年輕設計工程師時，我都要確保他們會用GibbsCAM軟件并且會操作我的法道機床。我告訴他們：‘如果你想成為一名優(yōu)秀的設計師，你必須同時成為一名優(yōu)秀的工藝師?！?/span>

    在底特律工作十年后，Harp到加州做航天設計師，為像Northrup Grumman公司這樣的企業(yè)開發(fā)核武器所用的高科技運載系統(tǒng)。大約25年前，他成為美國醫(yī)療設備供應公司的顧問，對醫(yī)療設備設計的各種難題提供解決方案。

    “當時我正打算去度假，”他回憶說，“但美國醫(yī)療設備供應公司的總工程師請求我花兩周時間幫他們解決一個難題。我同意并幫他們解決了問題，我也對這個領域著了迷，在接下來的十年我都與他們共事。”

    雖然Harp不是醫(yī)生，但進入這個領域后，有一位整形外科醫(yī)生讓他在手術室觀摩了許多手術，悉心指導了他10年。

    1992年，Harp創(chuàng)辦了自己的公司，即Innovative Medical Designs公司。

    “我僅憑一臺法道VMC3016機床和一套GibbsCAM軟件就創(chuàng)辦了自己的公司?！彼f?！拔抑赃@么做，是因為我是一位醫(yī)療器械設計者，并且我堅信一位優(yōu)秀的設計師應該能生產他自己設計的產品。這樣我就可以為客戶設計產品而且還制造出經(jīng)過驗證的樣品?！?/span>

    在他發(fā)生事故的前幾年里，Harp把工作當成他生命的最大追求，幾乎是廢寢忘食。

    “如果它漂動，我就會很喜歡。”他說，“事實上，當那位女士撞我時，我正忙于設計一個能在行進過程中改變形狀的船體。它可以從浮船變成飛船。我的夢想是，有朝一日，它能參加美國帆船比賽。但是，這所有的一切都因1996年的事故而破滅。那場意外永遠改變了我的生活。”

設計難題

    Harp有一個最好的朋友是神經(jīng)外科醫(yī)生，他們定期一起出海航行。所以，當他開始嘗試設計一種能在自己脊椎上用的手術工具時，他趁周末一起外出航行，把自己最新的想法告訴了他的朋友。

    Rick Harp用GibbsCAM軟件做的混合雙環(huán)凸輪隨動件視圖。這個凸輪隨動件可以把馬達驅動的旋轉運動轉換成往復運動，以推動他所開發(fā)的SurgiFile工具。

“我總是隨身帶著草繪、圖紙和模型，”他說，“當我們航行完，會去吃漢堡，喝飲料，我也會把我的一些想法告訴他。連續(xù)五年，一次又一次，我不斷提出我的構想，朋友總是說‘抱歉，Rick，那行不通。你那么做會殺死病人的。’”

    然而，在2001年，當Harp向他的朋友展示自己的構想時，他的朋友非常吃驚。

    “我給他看我們現(xiàn)在叫做SurgiFile的小鋁模，”他說，“我朋友從游艇俱樂部的桌子后靠上說‘Rick，我認為這東西有點意思了?！缓笪覀円黄鸢涯Ｐ统式o加州圣地亞哥醫(yī)學中心的臨床神經(jīng)外科助理教授HowardTung博士看。當Tung博士看到這個模型時，他說‘天啊，太棒了，我覺得它能工作?！缓笪覀儫崃业靥接懫饋怼！?/span>

設計解決方案

    在隨后的幾年，Harp需要解決幾個主要設計難題，讓SurgiFile可以實際運用到手術中。

    “首先，我需要找到一種方法，在SurgiFile用來切開骨頭，打開神經(jīng)周圍的導管，保護神經(jīng)不能受損，”他說，“最終我解決了這個難題。我發(fā)明了一個很小很扁平的銼刀，可以在一個金屬護罩上進行手術操作，這個金屬護罩是用來保護下面的神經(jīng)組織的。銼刀切開表層的骨頭，而神經(jīng)組織被壓在下方，不會受到手術操作的影響，完全不會受到損傷。

    但接下來又出現(xiàn)了新的問題：如何不轉動就讓銼刀動起來？

    “在這么敏感的地方旋轉銼刀非常危險，”他解釋說，“就像車輪在街道上滾動一樣，要注意人行道。在許多外科手術中，這不是問題，但一旦醫(yī)生試圖動靠近神經(jīng)或動脈的骨頭時就另當別論了。事實上，這把刀可能失控，這簡直就是死亡之吻。外科醫(yī)生的首要職責是不對病患造成任何傷害。因此，我要設計一種具有保護的平行往復銼刀的辦法，既可以高速移動銼刀，又不會產生震動?！?/span>

    Harp設計了一個叫混合雙環(huán)的特殊環(huán)形凸輪隨動件來解決這個震動問題。這個隨動件可以把馬達驅動的旋轉運動轉換成往復運動，來推動銼刀運動，但不會產生任何震動。

    Rick Harp用他的法道立式加工中心生產零部件樣品模型和他的為醫(yī)療設備客戶設計的產品。SurgiFile的很多部件都是在這臺機床上生產的。

    但Harp還有最后一個設計難題沒有解決。“那就是找出防止骨渣堵塞銼刀的方法，”他說?！拔医栌脵C床設計者常用的刀具冷卻劑思路，我從SurgiFle末端注入加壓滅菌水，它在銼刀每個往復循環(huán)中噴一次，或每分鐘噴5000次，從而防止銼刀和傷口沾上骨渣?！?/span>

SurgiFile測試

    Harp說，目前，SurgiFile只在尸體上測試過。

    “美國亞利桑那州Phoenix市的世界著名外科醫(yī)生用SurgiFile在尸體上做過測試?！盚arp說，“這兩位做測試的外科醫(yī)生是加州大學洛杉磯分校綜合脊柱中心的聯(lián)合主任Larry Khoo博士，和參與編寫《微創(chuàng)脊柱外科》的外科醫(yī)生Anthony Young博士。他們的結論是SurgiFile很可能從根本上改變脊柱外科手術操作方式?！?/span>

未來發(fā)展

    Harp說，公司把所有創(chuàng)業(yè)資本都投入到開發(fā)SurgiFile上了。

    “我們相信在未來的兩到三年就能獲得美國FDA（食品及藥物管理局）的批準，進行大批量生產?！彼f，“我們正在尋找1000-1500萬的投資讓公司繼續(xù)運轉。我相信很快就會有投資商找我們了，因為SurgiFile可以通過治療人體的背部疾病使數(shù)百萬人活得更健康，這個項目未來發(fā)展前景非常好。”

    他自己的背部問題怎么樣了？

    “我會第一個找外科醫(yī)生用SurgiFile給我自己做手術，”他說，“我開發(fā)這個東西的首要原因就是為了治愈自己。”

曲面造型，實體造型

    搞清楚如何對復雜零件編程是非常具有挑戰(zhàn)性，但也要知道你所用的CAM系統(tǒng)的界面畢竟不同于腦外科手術。GibbsCAM軟件以一個直觀、易學易用的圖形用戶界面為你提供復雜零件的編程能力。GibbsCAM的數(shù)據(jù)交換能力確保您能讀取幾乎任何CAD系統(tǒng)的零件數(shù)據(jù)。

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