思美创GibbsCAM帮助机械师实现治愈自己的梦想

Innovative Medical Designs公司位于加利福利亚州的Carlsbad，其创始人兼总裁是Rick Harp。这家公司主要业务是设计并生产医疗器械行业用的刀具——请用心领会“Physician, heal thyself（机械师治愈自己）”这句话的真正含义。

Rick不是医生，而是一个杰出的人，他既是机械设计工程师又是“机械大师”，近十年来一直致力于设计和制造一种外科刀具，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年底他的脖子严重受伤。

 “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，该公司制造了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。当我在去给他们做展示的路上时，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，弯腰看了一下我的成品。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。

上图：Harp的公司使用GibbsCAM的CAD/CAM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。上图中他正在看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，”他说，“可能是腰椎间盘（背部下方）突出。基本上，他们就是想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。他们之所以要这么做，是要打开所谓的管状运输孔，这是神经通过脊椎的通道。根本原因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。”

    但Harp没有接受这次成功希望渺茫的脊椎修复治疗机会。

 “有时候，我能进行那些机床操作，有时候不行。”他说，“我不断求医，问医生‘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减轻神经挤压。于是，我又问，‘你们为什么不能进去打开神经旁白的骨隧道呢？’他们的答案是‘目前技术无法实现！’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手术刀具，所以我说‘放心，这样的刀具马上就会有了，因为我要设计它。’这就是我开始做这个项目的原因。”

上图：Harp为自己的手术设计的手术刀具

医学背景

Rick Harp的医学背景很适合他做这样的项目。

 “我年轻的时候，是三大汽车制造商的机械设计工程师，我常常和车间的工作人员交谈，我从他们那里知道如果我想成为一名真正优秀的设计工程师，我需要学习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来帮我时，我都要教他们用Gibbs的CAD/CAM软件操作我的法道机床。我告诉他们‘在你想成为一名优秀的设计师的同时，还要努力做一名优秀的机械师。’”

在底特律工作十年后，Harp到加州做航空航天设计师，为像Northrup Grumman公司这样的企业开发核武器高科技运载系统。大约25年前，在他当美国医疗设备供应公司的顾问时，他开始对医疗设备设计问题感兴趣。

 “那时候我正打算去度假，”他回忆说，“但美国医疗设备供应公司的总工程师让我花两周时间帮他们解决一个问题。我欣然接受，帮他们解决了问题，而自己却对这个领域着了迷，在这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他在手术室观摩了许多手术，悉心指导了他10年。

上图：Rick Harp为自己设计的手术工具成品

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

 “我仅凭一台法道VMC 3016机床和一套GibbsCAM软件包就创办了自己的公司。”他说。“我之所以敢这么做，是因为我是一位医疗产品设计者，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。我用它们为客户设计产品，并制造出来。”

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。

“如果是悠闲度日，我也会很喜欢。”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。”

设计问题

Harp有一个最好的朋友是神经外科医生，他们经常一起出海航行。所以，当他开始尝试设计一种能在自己脊椎上用的手术刀具时，他趁他们周末一起外出航行，把自己最新的想法告诉了他的朋友。

上图：Rick Harp用GibbsCAM软件做的混合双环凸轮随动件视图。这个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SurgiFile。

 “我总是随身带着草图、制图和模型，”他说，“当我们航行完，我们会去吃汉堡，喝饮料，我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。你那么做会害死病人的。’”

然而最后，在2001年，当Harp向他的朋友展示自己凭借一个构想做出的东西时，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，“我朋友把游艇俱乐部的桌子推后，说‘Rick，我认为你有东西要展示给大家。’然后我们把模型呈给Howard Tung博士看，他是加州圣地亚哥大学医学中心的临床神经外科助理教授。当Tung博士看到这个小模型时，他说‘天啊，太棒了，我觉得这个太棒啦！’然后我们热烈探讨起来。”

上图：Rick Harp用GibbsCAM软件编程做的混合双环凸轮随动件

设计解决方案

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

 “SurgiFile将用来切开骨头，打开神经周围的导管，但首先我要找到一种方法保护神经不会被SurgiFile破坏，”他说，“最终我解决了这个难题。我发明了一个很小很扁平的锉刀，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，我要找到一种设计平的往复防护锉刀的办法，可以高速移动锉刀，不会产生任何震动。”

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还有最后一个设计问题没有解决。

“那就是找出防止骨渣堵塞锉刀的创新方法，”他说。“为此，我采用机床设计者用的穿刀具冷却剂，但为此，我要从SurgiFle末端注入加压灭菌水，它在锉刀每个往复循环中每分钟喷5000次或一次，从而防止锉刀和伤口沾上骨渣。”

SurgiFile测试

Harp说，目前，SurgiFile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，他们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1000-1500万的投资赞助让公司继续运转。我相信很快就会有赞助商找我们了，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很好。”

他自己的背部问题怎么样了？

 “我会第一个找外科医生用SurgiFile给我做手术，”他说，“我开发这个东西的初衷就是为了治愈自己。”

 外科手术简

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