Artec 3D扫描仪与Geomagic Freeform软件为患者定制胸部植入物

医疗领域飞速发展的科技为定制医疗解决方案提供了重要技术。几年前看似还遥不可及的一切,都已成为今天高科技世界的真实画面。公共和私人医疗机构正使用创新科技,例如3D扫描,为患者诊断,并为他们定制医疗辅助器具,从而提升他们的生活品质。

Anatomik Modeling是一家专门从事3D定制植入物设计与开发的公司。他们的使命就是为患者提供个性化3D医疗解决方案,能完美吻合每一位患者的解剖结构,而且还能适用于先天性胸廓畸形等疾病的微创治疗。这是一种胸腔发育异常,比如漏斗胸,即软骨增生导致肋骨和胸骨相连,造成胸骨凹陷,还有Poland综合征,导致身体一侧的胸部肌肉缺损。

Benjamin Moreno是Anatomik Modeling的首席技术官和联合创始人,他相信个性化医疗与定制医疗设备能为更多患者带来必要的诊治方案,而这是传统医疗设备无法给予的。定制化医疗设施可应用于诸多复杂解剖案例,带来更好的效果,大幅降低了手术时间和康复时间。

特别是Benjamin和他的专业团队使用Artec 3D扫描仪和Geomagic Freeform软件来设计制作个性化胸部植入物,并监测其效果。目前所采用的工作流如下:手术前,患者进行数次扫描,收集畸形部位的必要数据。Artec 3D扫描仪将用于患者体外胸部的信息捕获,同时使用CT扫描获得患者胸腔内部的结构信息。

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之后,在设计阶段,患者CT扫描的结果会通过标准文件格式,如STL或OBJ,直接导入Geomagic Freeform软件。这款高级3D软件完美适用于有机形态的设计与制作,而且还能和触觉设备一同使用,这是一款雕刻工具,能在虚拟环境下给用户一种近乎真实的触感。

Freeform可以用于医疗器具的设计,使其完美吻合患者的解剖结构。我们所有的医疗器具都是有机形态,所以这款软件十分完美。当然,我们使用的是Phantom触觉设备,可以自由操控并雕刻这些医疗器具!节省了大量时间。”Benjamin Moreno说道。

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设计完成后,使用数控机床制作原型。随后,用石膏制作成模具,再将医用级硅酮导入模具制作出植入物。之所以采用这一方式,是因为目前还没有合适的3D打印技术,能完成医用级硅橡胶的打印工作。

定制3D植入物随后通过手术方式放入胸腔中的胸肌和胸廓之间,再使用Artec Eva 3D扫描仪扫描植入后的胸腔外形。术前3D扫描和术后3D扫描的细节图经过对齐,并在Artec Studio扫描处理软件中直接进行距离图的绘制。如此便能清晰体现出身体组织投射的位置和方式——3D模型可以让专家清楚知道植入物上方软组织是如何在标准解剖结构的胸腔中移动的。

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目前的工作流非常直接明了,速度快捷,安全简单。然而,之前并非如此,在采用Artec 3D扫描解决方案前,Anatomik Modeling曾使用过其他传统方式来收集分析数据,例如石膏铸造或CT扫描。石膏铸造法非常耗时,而CT扫描必须要求患者躺下,不能站着。所以,软组织就会移动,捕获的数据精度就会大打折扣。

为了让3D扫描数据捕获更快、更准、更安全,公司最早采购了Artec MH 3D 和Artec EVA。MH和Eva都是捕获胸廓畸形数据的移动式完美解决方案。后来,公司又添置了Artec Spider,便于获得患者脸部和头部的高清扫描。现在,术前和术后的患者都可以保持站姿进行3D扫描了,确保每次的结果都准确。此外,即便CT扫描依然是植入物定制的必要环节,但患者接受有害辐射的时间大幅减少。

“使用Artec EVASpider和传统的石膏铸造法相比,能节省大量时间,而且结果更可靠。所以,相比而言,这对患者而言也更加方便。此外,建成患者解剖结构的3D模型还能获得各种尺寸,这是石膏铸造法不可能完成的任务。” Anatomik Modeling首席技术官兼联合创始人 Benjamin Moreno说道。

专业3D软硬件的结合使用向来被证明非常成功,能为许多人的生活质量带来极大提升。随着3D领域越来越多的应用项目和技术进步,先进的3D技术正在为Anatomik Modeling的专家,以及全世界范围内的医疗专家,不断推动个性化医疗领域的蓬勃发展。


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