Как медицинские работники используют цифровое производство для создания анатомических моделей нового поколения

Цифровое производство оказывает большое влияние на многие области медицины:от небольших операций, таких как обработка алюминиевых держателей пробирок, до футуристических технологий, таких как 3D-печать титановых имплантатов.

Из многих медицинских применений цифрового производства одна конкретная область, которая стремительно развивается, — это создание анатомических моделей — физических копий органов, костей и других частей тела, которые могут использоваться медицинскими работниками для обучения врачей или подготовки к операции на пациентах. .

Эти анатомические модели могут быть изготовлены с использованием разных технологий производства и из разных материалов, и их использование растет во всем мире.

Зачем создавать анатомические модели?

Благодаря цифровым производственным технологиям, таким как программное обеспечение для 3D-моделирования и 3D-принтеры, теперь проще, чем когда-либо, быстро и недорого создавать реалистичные анатомические модели для обучения, обучения или хирургических целей.

Эти модели могут быть общими и использоваться для иллюстрации здоровых или пораженных частей тела на лекциях или занятиях или могут быть созданы для конкретного пациента с использованием данных медицинской визуализации для физического воспроизведения части тела отдельного пациента.

Индивидуальные анатомические модели пациентов — одно из самых захватывающих применений цифровых производственных технологий, поскольку они позволяют хирургам увидеть и почувствовать реалистичную копию поврежденного или больного органа, над которым им необходимо провести операцию, — иногда задолго до фактической операции. .

Освоив модель в физическом масштабе, хирурги могут гораздо лучше подготовиться к операции, пробуя различные разрезы или движения на пластиковой копии, прежде чем проводить настоящую операцию. Этот дополнительный уровень практической подготовки помогает увеличить шансы на положительный результат для пациента.

Преобразование медицинских изображений в 3D-модели

Большая часть процесса создания медицинских моделей для конкретных пациентов заключается в получении данных с тела пациента. Для этого необходимо использовать компьютерную томографию или магнитно-резонансную томографию — оборудование, используемое в больницах для обследования пациентов и выявления различных проблем.

Эти сканеры используют рентгеновские лучи или сильные магнитные поля для получения изображения мозга, легких или других частей тела пациента.

К сожалению, медицинские устройства визуализации не предназначены для захвата 3D-изображений. Вместо этого они создают серию 2D-срезов, которые в целом позволяют врачам анализировать тело пациента.

Но эти 2D-срезы можно довольно легко преобразовать в 3D-форму:когда у медицинских работников есть набор 2D-изображений, которые обычно хранятся в формате Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM), программное обеспечение можно использовать для преобразования данных в цифровая 3D-модель.

Затем эту экранную модель можно изменить, изменить ее размер или даже раскрасить, а затем обработать соответствующим образом перед отправкой на 3D-принтер или другое устройство.

Цифровое производство анатомических моделей

Одним из лучших новых способов создания анатомических моделей — как индивидуальных, так и общих — является аддитивное производство или 3D-печать.

Используя 3D-принтеры для моделирования методом наплавления (FDM) или стереолитографии (SLA), медицинские работники могут быстро изготавливать модели, используя преобразованную цифровую информацию, полученную с помощью компьютерной томографии или магнитно-резонансной томографии. А поскольку 3D-принтеры можно хранить в лабораториях или даже офисах, весь процесс сборки занимает очень мало времени.

Хотя FDM является наиболее распространенной и доступной технологией 3D-печати, многие в области медицины предпочитают SLA для анатомических моделей. Технология на основе света совместима с полупрозрачными и полупрозрачными смолами, и 3D-печать с такими материалами может быть полезна для представления сложного органа с внутренними секциями (которые, в свою очередь, могут быть украшены характерными цветами).

Для анатомических моделей более общего назначения — например, для образовательных, а не хирургических целей — другие технологии могут быть так же полезны, как и аддитивное производство.

Литье под давлением, например, может быть экономичным способом изготовления нескольких копий одной модели, которые затем могут использоваться несколькими пользователями в больницах или учебных заведениях.

Преимущества анатомических моделей в реальном мире

Цифровое производство анатомических моделей — это больше, чем преходящая тенденция. Фактически, бесчисленное количество жизней уже было спасено по всему миру благодаря репликам пластиковых частей тела.

Ранее в этом году хирурги больницы Гая и Сент-Томаса в Лондоне использовали 3D-печать из нескольких материалов для подготовки к сложной пересадке почки двухлетнему ребенку.

«Возможность распечатать 3D-модель анатомии пациента с различной текстурой, с четко видимыми сложностями кровеносных сосудов, позволяет нам различать важные анатомические отношения между структурами», — сказал Панкадж Чандак, регистратор трансплантологии в больнице. «Гибкие материалы также позволили нам лучше имитировать гибкость органов брюшной полости для имитации операционной среды».

Перед этой процедурой врачи Народной больницы Цзилинь в Китае использовали 3D-печатную модель для лечения ребенка, страдающего пороком сердца, который называется полным аномальным дренажем легочных вен.

«Благодаря модели мы смогли точно знать, где и как мы должны резать, и насколько большим должен быть разрез», — объяснил доктор Чжан Сюэцинь. «И с таким тщательным планом мы потратили только половину времени, которое мы ожидали, чтобы завершить операцию».

Поскольку все больше и больше медицинских работников используют цифровое производство для создания точных анатомических моделей, врачи становятся более информированными и лучше подготовленными для спасения жизней своих пациентов.

Ищете анатомические модели или другое медицинское оборудование, изготовленное цифровым способом? Свяжитесь с 3ERP, компанией с опытом производства медицинского оборудования, чтобы узнать, могут ли быть полезны ее услуги по производству и прототипированию по запросу.