3D-сканирование автоматизирует и ускоряют изготовление протезов

3D-сканеры позволяют расширить спектр медицинских услуг, ориентированных на конкретного пациента.

Данной статьей мы хотим познакомить ортопедические медицинские учреждения с опытом применения 3D-сканеров для ускорения изготовления протезов. Также, хотим обратить внимание на широкую линейку 3D-сканеров российского бренда AM.TECH.  

Традиционное гипсовое литье до сих пор является основным способом подгонки протеза для пациента. Для этого необходимо вручную измерить части конечностей, наложить неудобный слой гипса и дождаться, когда он высохнет. Во многих случаях полученные слепки не хранятся, что ведет к потери результатов измерений, которые могут оказаться ценными в дальнейшем. Гипс просто превращается в отходы и его утилизируют.

3D-сканеры же могут сделать изготовление протезов гораздо менее инвазивным и более простым для врачей. А в сочетании с программным обеспечением с искусственным интеллектом пациенты смогут быстрее получать более совершенные протезы.

Таковы результаты исследования, проведенного Университетом прикладных наук Томаса Мора (Бельгия) и компанией Orthobroker, которая разрабатывает и производит ортезы для пациентов с использованием технологии 3D-печати.

 Дизайн протезов

Сотрудники лаборатории Mobilab&Care, расположенной в бельгийском городе Гель, работают над повышением качества жизни людей, нуждающихся в уходе и постоперационной поддержке. В течение последних 16 лет они изучали взаимодействие ортопедов и пациентов, чтобы найти новые подходы к созданию более подходящих для них устройств для создания протезов. Используя передовые технологии, включая 3D-сканирование и 3D-печать, команда оцифровывает процесс адаптации протезов, лунок и конечностей к пациентам, обеспечивая индивидуальный подход и точное соответствие анатомии пациента.

Команде Mobilab&Care удалось наладить партнерские отношения с большим количеством ортопедическими фирм, больниц и академических институтов, чтобы проверить свои идеи на практике. В рамках этих проектов, осуществляемых как в клинических, так и в научных условиях, исследователи совместно с врачами и пациентами разработали индивидуальные протезы и ортезы для кистей, запястий и других пораженных конечностей.

В начале этих инициатив исследователь и разработчик данного бизнеса Mobilab&Care Том Сэй, говорит, что они выявили разрыв на рынке между 3D-сканерами, наиболее часто применяемыми в клиниках, и теми, которые им действительно нужны для качественного получения данных 3D-сканирования.

«Мы заметили, что в ортопедической промышленности уже некоторое время используются 3D-сканеры, которые разработаны не для 3D-печати ортезов, а для фрезерования определенных моделей», - говорит Саи. «В то время большинство используемых 3D-сканеров с программным обеспечением продавались поставщиками этих фрезерных систем. Мы тоже рассматривали эти 3D-сканеры, но вскоре столкнулись с ограничениями».

Основываясь на своих выводах, Сей и его коллеги начали искать более эффективную альтернативу. Сначала его команда успешно произвела 3D-сканирование конечности с помощью проводного 3D-сканера, но со слов Сэй, было ясно, что беспроводное решение будет иметь больше преимуществ. Затем они перешли на беспроводной 3D-сканер, подключенный к искусственному интеллекту.

«Когда мы использовали проводные 3D-сканеры со студентами, мы заметили, что смотреть на экран компьютера во время сканирования затруднительно», — говорит Сэй. «Это большой недостаток во время 3D-сканирования пациентов. Кроме того, если вы сканируете пациентов и вам нужно перемещаться вокруг них, всегда легче сделать это, когда у вас нет проводов. Это две основные причины, по которым мы начали использовать без проводные 3D-сканеры».

Преимущество использования 3D-сканера для проведения точных измерений заключается в том, что нет необходимости прикасаться к пациенту вообще. Бесконтактный характер 3D-сканирования делает его идеальным для перехода от неточного литья к цифровым измерениям.

Автоматизация 3D-сканирования с использованием ИИ

После внедрения 3D-сканирования, команда Mobilab&Care начала работу с компанией Orthobroker над разработкой прогностической модели для проектирования протезов нижних конечностей. По словам Сая, в настоящее время эти устройства приходится каждый раз проектировать «с нуля», что требует «большого количества итераций с программным обеспечением CAD-систем» и ручных корректировок.

Однако, поскольку подавляющее большинство этих изменений схожи для многих пациентов, алгоритм ИИ, разработанный исследователями, как утверждается, способен предсказывать и вносить изменения автоматически.

Итак, как программное обеспечение научилось это делать? Именно здесь на помощь пришло 3D-сканирование.

С помощью 3D-сканеров команда смогла точно произвести 3D-сканирование тел большой группы людей с ампутированными конечностями. Затем полученные 3D-данные экспортировались в программу Rhino 3D автоматизированного проектирования, известную своими средствами моделирования произвольных форм. После импорта из моделей извлекались ключевые характеристики, которые использовались для обучения прогностической модели изготовления протезов.

В то время как компания Orthobroker продолжает совершенствовать эту прогностическую модель на основе искусственного интеллекта, команда Mobilab&Care возобновила поиски дальнейших путей улучшения жизни людей с ампутированными конечностями. Когда речь заходит о 3D-сканировании, Саи утверждает, что технология играет важную роль в этом процессе, но, по его словам, чтобы получить широкое распространение, устройства должны быть быстрыми, точными и простыми в обращении.

По мнению Сая, 3D-сканеры имеют все шансы стать инструментом индивидуального изготовления протезов, поскольку они позволяют измерять тело пациента с такой скоростью и точностью, которые не имеют аналогов среди устройств, используемых врачами в настоящее время.

«К сожалению мы видим в этом секторе, что многие компании смотрят на более дешевые альтернативы, но им нужно знать их недостатки, потому что вы не можете ожидать от них такого же высококачественного 3D-сканирования», — говорит Сей. «Если вам нужна точность, важно использовать качественный 3D-сканер, потому что, если используется 3D-печатать для производства на 3D-принтере, а модель 3D-сканирования не качественная, то результат также будет недостаточно качественным. Поэтому я думаю, что взвешивание этого вопроса является важным первым шагом».

 Полную информацию о 3D-сканерах российского бренда AM.TECH можно получить, обратившись к менеджерам компании AM.TECH или заказать услуги 3D-сканирования.