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GibbsCAM软件为医疗器械行业提供完整的CAD/CAM解决方案

--一位设计和制造工程师发明了一种为自己脊椎动手术的复杂外科工具

Innovative Medical Designs公司位于加利福利亚州的Carlsbad，其创始人兼总裁Rick Harp采用一种人体骨骼的精确复制品来测试他设计的一种叫SurgiFile的手术工具，这是一种让外科医生做人体背部劳损疾病手术的安全工具。在Harp的工厂有一个功能齐全的手术台，他学习医学，观摩了很多经验丰富的神经外科医生的手术。他说：“如果你想设计一个解决方案，首先你得知道问题所在。”

Rick Harp是位于加利福利亚州Carlsbad的Innovative Medical Designs公司创始人兼总裁是Rick Harp，其公司主要业务是设计并生产医疗器械行业用的工具，充分领会了“医师，医治你自己”这句谚语的含义。

当然，Rick不是医生，只是一个非常杰出的人，他既是医疗器械设计工程师又是制造大师，近十年来一直致力于设计和制造一种外科工具，可以让神经外科医生修复人体脊椎，却不会破坏脊柱神经。Harp做这个的目的很简单，1996年他由于汽车追尾事故而使脖子严重受伤。

“1996年，我被Braun Thermal Scan公司聘为顾问，专门解决他们的一个设计问题，该公司制造放在耳朵内的鼓膜温度仪”他说。“他们有一个新模型但是做不出来，我解决了这个问题。当我在去给他们做演示文稿的路上时，我的车被一位女士开的四门凯迪拉克追尾，当她撞我时，我正停在一个红绿灯前，低头快速浏览我的演示文稿。车祸的结果是我的颈部严重扭伤。”

在这之后的一年，Harp四处寻医，但无人可以治愈他的伤。

Harp的公司使用GibbsCAM软件给法道机床编程，生产他们公司自己设计的产品样品模型。

上图中他在观察正在申请专利的混合双环凸轮随动件。

“许多医生得出的结论就是需要对我进行一个颈椎融合术并且可能需要做腰椎（背部下方）手术”他说，“基本上，他们的想法是从我的髋部或其它尸体上取出一块儿骨头，然后把它放到我的颈部受伤位置。他们想做的是方法是打开一个所谓的管状槽，而这正是神经通过脊椎的通道，最坏结果是我的神经受到挤压，导致我的双手麻木，不能再操作加工中心了。”

Harp没有接受这种不能保证完全成功，有可能出问题的脊椎修复治疗方案。

“有时候这些手术能成功，有时候不行。”他说，“我不断询问很多医生‘你们为什么要做这个颈椎融合手术呢？’他们的回答是他们想解除神经挤压。于是，我又问，‘你们为什么不能只伸进到神经旁边的骨隧道呢？’他们的答案是‘目前没有任何工具可以实现这种方法！’这个答案很令我震惊。过去十年来我一直在为美国医疗设备供应公司设计各种外科手术工具，所以我说‘这样的工具会有的，因为我要设计它。’这就是我开始做这个项目的原因。”

医学背景

Rick Harp的医学背景是他做这样项目的独有的优势。

“我年轻的时候，在一家排在前三名的汽车制造商的结构设计工程师，我常常和在车间工作的人员交谈，我从他们那里学到：如果我想成为一名真正优秀的设计工程师，我需要学会如何制造我自己设计的东西。结果，经过多年经验积累，我就成了人称的机械大师了。从那时起，每当我雇佣年轻设计工程师时，我都要确保他们会用GibbsCAM软件并且会操作我的法道机床。我告诉他们：‘如果你想成为一名优秀的设计师，你必须同时成为一名优秀的工艺师。’”

在底特律工作十年后，Harp到加州做航天设计师，为像Northrup Grumman公司这样的企业开发核武器所用的高通过更换不同的夹具都是1样可以测试其他实验科技运载系统。大约25年前，他成为美国医疗设备供应公司的顾问，对医疗设备设计的各种难题提供解决方案。

“当时我正打算去度假，”他回忆说，“但美国医疗设备供应公司的总工程师请求我花两周时间帮他们解决一个难题。我同意并帮他们解决了问题，我也对这个领域着了迷，在接下来的十年我都与他们共事。”

虽然Harp不是医生，但进入这个领域后，有一位整形外科医生让冰粥机他在手术室观摩了许多手术，悉心指导了他10年。

1992年，Harp创办了自己的公司，即Innovative清洗器 Medical Designs公司。

“我仅凭一台法道VMC 3016机床和一套GibbsCAM软件就创办了自己的公司。”他说。“我之所以这么做，是因为我是一位医疗器械设计者，并且我坚信一位优秀的设计师应该能生产他自己设计的产品。这样我就可以为客户设计产品而且还制造出经过验证的样品。”

在他发生事故的前几年里，Harp把工作当成他生命的最大追求，几乎是废寝忘食。

“如果它漂动，我就会很喜欢。”他说，“事实上，当 那位 女士撞我时，我正忙于设计一个能在行进过程中改变形状的船体。它可以从浮船变成飞船。我的梦想是，有朝一日，它能参加美国帆船比赛。但是，这所有的一切都因1996年的事故而破灭。那场意外永远改变了我的生活。”

设计难题

Harp有一个最好的朋友是神经外科医生，他们定期一起出海航行。所以，当他开始尝试设计一种能在自己脊椎上用的手术工具时，他拉丝机趁周末一起外出航行，把自己最新的想法告诉了他的朋友。

Rick Harp用GibbsCAM软件做的混合双环凸轮随动件视图。

这个凸轮随动件可以把马达驱动的旋转运动转换成往复运动，

以推动他所开发的SurgiFile工具。

“我总是随身带着草绘、图纸和模型，”他说，“应将硬度计调至水平；（2）钢球表面不光洁或直径超过允差当我们航行完，会去吃汉堡，喝饮料，我也会把我的一些想法告诉他。连续五年，一次又一次，我不断提出我的构想，朋友总是说‘抱歉，Rick，那行不通。你那么做会杀死病人的。’”

然而，在2001年，当Harp向他的朋友展示自己的构想时，他的朋友非常吃惊。

“我给他看我们现在叫做SurgiFile的小铝模，”他说，“我朋友从游艇俱乐部的桌子后靠上说‘Rick，我认为这东西有点意思了。’然后我们一起把模型呈给加州圣地亚哥医学中心的临床神经外科助理教授Howard Tung博士看。当Tung博士看到这个模型时，他说‘天啊，太棒了，我觉得它能工作。’然后我们热烈地探讨起来。”

设计解决方案

在随后的几年，Harp需要解决几个主要设计难题，让SurgiFile可以实际运用到手术中。

“首先，我需要找到一种方法，在SurgiFile用来切开骨头，打开神经周围的导管，保护神经不能受损，”他说，“最终我解决了这个难题。我发明了一个很烤禽炉小很扁平的锉刀，可以在一个金属护罩上进行手术操作，这个金属护罩是用来保护下面的神经组织的。锉刀切开表层的骨头，而神经组织被压在下方，不会受到手术操作的影响，完全不会受到损伤。

但接下来又出现了新的问题：如何不转动就让锉刀动起来？

“在这么敏感的地方旋转锉刀非常危险，”他解释说，“就像车轮在街道上滚动一样，要注意人行道。在许多外科手术中，这不是问题，但一旦医生试图动靠近神经或动脉的骨头时就另当别论了。事实上 ，这把刀可能失控，这简直就是死亡之吻。外科医生的首要职责是不对病患造成任何伤害。因此，我要设计一种具有保护的平行往复锉刀的办法，既可以高速移动锉刀，又不会产生震动。”

Harp设计了一个叫混合双环的特殊环形凸轮随动件来解决这个震动问题。这个随动件可以把马达驱动的旋转运动转换成往复运动，来推动锉刀运动，但不会产生任何震动。

Rick Harp用他的法道立式加工中心生产零部件样品模型和他的为医疗设备客户设计的产品。

SurgiFile的很多部件都是在这台机床上生产的。

但Harp还有最后一个设计难题没有解决。

“那就是找出防止骨渣堵塞锉刀的方法，”他说。“我借用机床设计者常用的刀具冷却剂思路，我从SurgiFle末端注入加压灭菌水，它在锉刀每个往复循环中喷一次，或每分钟喷5000次，从而防止锉刀和伤口沾上骨渣。”

SurgiFile测试

Harp说，目前，Surg会因油污 夹层 使电镀层的平整度、结协力、抗腐蚀能力等遭到影响iFile只在尸体上测试过。

“美国亚利桑那州Phoenix市的世界著名外科医生用SurgiFile在尸体上做过测试。”Harp说，“这两位做测试的外科医生是加州大学洛杉矶分校 综合脊柱中心 的联合主任Larry Khoo博士，和参与编写《微创脊柱外科》的外科医生Anthony Young博士。他们的结论是SurgiFile很可能从根本上改变脊柱外科手术操作方式。”

未来发展

Harp说，公司把所有创业资本都投入到开发SurgiFile上了。

“我们相信在未来的两到三年就能获得美国FDA（食品及药物管理局）的批准，进行大批量生产。”他说，“我们正在寻找万的投资让公司继续运转。我相信很快就会有投资商找我们了，因为SurgiFile可以通过治疗人体的背部疾病使数百万人活得更健康，这个项目未来发展前景非常好。”

他自己的背部问题怎么样了？

“我会第一个找外科医生用SurgiFile给我自己做手术，”他说，“我开发这个东西的首要原因就是为了治愈自己。”

GibbsCAM的客户Bargas Medical公司加工的腿骨钻孔工具

曲面造型，实体造型

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