site logo 3D–решения
для промышленности и бизнеса
Блог 3D–экспертов
+7 (495) 26-96-222 info@iqb.ru

Мы в социальных сетях:

3D-печать в больницах: 6 трендов 2021 года и первая в мире операция по пересадке рук и лица

detail_img

Тенденции-2021: 1. Новые возможности применения 3D-печати в медицине | 2. Цифровые коммуникации и дистанционное взаимодействие | 3. 3D-печать в сочетании с виртуальной и дополненной реальностью | 4. Растущая роль систем управления качеством | 5. Дальнейшее внедрение 3D-принтеров в работу клиник | 6. Повышение доступности 3D-принтеров | Как 3D-технологии помогли осуществить первую в мире успешную пересадку рук и лица

В 2020 году из-за пандемии коронавируса многие отрасли по всему миру пострадали от невиданного прежде кризиса. Большинство из них сумели стойко выдержать это испытание, в особенности здравоохранение, которому пришлось столкнуться с невероятной нагрузкой, а также нехваткой материалов, оборудования, медикаментов и рабочей силы. 

Пандемия COVID-19 однозначно дала понять, что в сфере здравоохранения необходимы коренные изменения. Вместе с тем кризис показал, что инновационные технологии, в частности, 3D-печать, способны решить важнейшие потребности отрасли. Поэтому неудивительно, что темпы внедрения 3D-печати в медицинских учреждениях продолжают расти.

2020 год был годом испытаний. Надеемся, что 2021-й позволит увереннее смотреть в будущее и реализовать полный потенциал инновационных технологий в медицине. Рассмотрим важнейшие тенденции этого года, касающиеся 3D-печати в условиях стационаров, а затем расскажем об уникальной операции с использованием 3D-решений Materialise.


Эксперты iQB Technologies рекомендуют статью: Индустрия 3D-печати встает на борьбу с коронавирусом

1. Новые возможности применения 3D-печати в медицине

В 2020 году наблюдалась острая нехватка медицинских материалов первой необходимости. Основная причина – неоднократные нарушения в длинных цепях поставок во время пандемии. Таким образом стали очевидны преимущества 3D-печати прямо в медицинских учреждениях. Благодаря скорости и универсальности 3D-лаборатории легко и оперативно адаптируются к новым условиям. При необходимости с их помощью можно напечатать что угодно: от анатомических моделей для планирования хирургических операций до средств индивидуальной защиты.

Макет, напечатанный на 3D принтере
Предоперационный макет, напечатанный на фотополимерном 3D-принтере ProtoFab SLA600 DLC (проект iQB Technologies)

В 2021 году, когда поставки все еще осуществляются с перебоями, 3D-печать становится верным и надежным помощником в борьбе с этой проблемой за счет своей доступности. Толчком к изменениям всегда служит необходимость. Именно потребность в 3D-печати способна расширить спектр ее применения в здравоохранении.

2. Цифровые коммуникации и дистанционное взаимодействие

Сегодня, когда удаленная работа стала неотъемлемой частью нашей жизни, как никогда возросла потребность в новых способах эффективного взаимодействия. Что касается здравоохранения, быстрое развитие цифровых технологий повысит спрос на телемедицину – удаленную диагностику заболеваний и лечение пациентов. Цифровые технологии станут незаменимы для взаимодействия между врачами, пациентами и 3D-лабораториями. Теперь преодолеть барьеры на пути их распространения гораздо проще.

С помощью Materialise Mimics Viewer – онлайн-платформы для настольных и мобильных устройств – можно обмениваться анатомическими 3D-моделями пациентов, схемами хирургического планирования и чертежами медицинского оборудования. Платформа значительно упрощает дистанционное взаимодействие и совместную работу. Это мощное и вместе с тем простое и удобное решение позволяет врачам изучать материалы клинических случаев и обмениваться мнениями. Находиться в одном кабинете с другими специалистами для этого совсем не требуется.

Онлайн-платформа Mimics Viewer
Используя Mimics Viewer, врачи и другие специалисты могут эффективно сотрудничать, работая над созданием анатомических 3D-моделей, схем планирования и чертежей устройств


Хотите узнать больше о возможностях 3D-печати в здравоохранении? Наши эксперты ответят на ваши вопросы, а также разработают проект внедрения 3D-решений для медицинского центра, больницы, поликлиники или НИИ. Оставьте онлайн-заявку!

3. 3D-печать в сочетании с виртуальной и дополненной реальностью

Когда-то они использовались для создания видеоигр. Теперь же современные технологии визуализации, такие как виртуальная и дополненная реальность, становятся все более незаменимы в клинической практике, дополняя процесс 3D-печати.

С развитием аппаратных средств и специализированного программного обеспечения их потенциал значительно возрос. Кроме того, эти технологии стали гораздо доступнее. Это однозначно не только расширит использование виртуальных технологий в обучении и визуализации клинических случаев, но также облегчит 3D-прототипирование устройств и, возможно, даже поможет хирургам проводить операции.

Благодаря эффекту погружения передовые технологии визуального представления выведут общение и взаимодействие специалистов на новый уровень. Компания Materialise уверена, что дополнение 3D-печати функциями виртуальной реальности – наиболее простое и выгодное решение для удаленного планирования и взаимодействия.

Виртуальная модель тазовой кости
Виртуальная модель тазовой кости

4. Растущая роль систем управления качеством

На территории Европейского союза производители 3D-принтеров для медучреждений смогут работать в рамках статьи 5 Регламента о медицинских изделиях на нескольких условиях. Согласно этим условиям, выпущенное с помощью 3D-печати медоборудование может использоваться только создавшим его юридическим лицом. Кроме того, организации здравоохранения должны быть оснащены соответствующими системами управления качеством.

В США и ряде других стран законодательство, регулирующее использование 3D-печати в медицине, еще недостаточно разработано. Тем не менее, с ростом ее популярности потребность в системах управления качеством только растет.

Компания Materialise стремится к высочайшему качеству во всем. В рамках программы поддержки медицинской 3D-печати по всему миру мы полагаемся на свой богатый 30-летний опыт в разработке систем управления качеством для медоборудования.

5. Дальнейшее внедрение 3D-принтеров в работу клиник

Обновление стандарта DICOM (включение инкапсулированных STL- и OBJ-файлов) расширило перспективы интеграции 3D-печати и планирования в работу организаций здравоохранения. Файлы для 3D-печати теперь можно легко архивировать и получать из систем передачи и архивации изображений (PACS). Таким образом упрощается процесс отслеживания данных, поскольку файлы 3D-изображений теперь привязаны к электронным медицинским картам.

STL-файлы, инкапсулированные в DICOM, поддерживаются версией 23 программного комплекса для анатомического проектирования Mimics Innovation Suite (MIS), а новые OBJ-файлы – версией MIS 24, которая будет выпущена в мае 2021 года.

6. Повышение доступности 3D-принтеров

Технологии 3D-печати постоянно совершенствуются. Производители 3D-принтеров стремятся не только улучшить качество своей продукции, но и сделать ее стоимость оптимальной. В результате высококачественные аддитивные установки для медицины становятся доступнее.

Повышение доступности аддитивных технологий даст толчок к внедрению 3D-печати прямо в клиниках и откроет новые возможности ее применения в здравоохранении.

Проиллюстрировать сказанное мы хотим рассказом о не имеющей аналогов операции, которая во многом стала возможной благодаря достижениям 3D-индустрии и опыту не только врачей, но и инженеров по аддитивным технологиям и 3D-моделированию.

Как 3D-технологии помогли осуществить первую в мире успешную пересадку рук и лица

Планирование операции на основе изображений
Планирование на основе изображений и 3D-печать произвели революцию в персонализированном лечении пациентов. Такая технология предоставляет хирургам детальную информацию и позволяет гораздо лучше подготовиться к операции

Разработки компании Materialise сыграли решающую роль в первой в мире операции по пересадке кистей обеих рук и лица, которая была успешно проведена в клинике Langone Health в Нью-Йорке в феврале этого года. Инновационные инструменты для 3D-планирования и печати Materialise обеспечивают скорость и точность, необходимые для такой уникальной процедуры. Хирурги все чаще используют их в своей работе и для менее сложных операций, так как они помогают улучшить результаты лечения.

22-летний пациент попал в автомобильную аварию, в результате которой получил сильнейшие ожоги лица и рук. Значительные повреждения мягких тканей мешали ему вести нормальную жизнь. В течение 14 месяцев инженеры по медоборудованию Materialise и хирурги клиники NYU Langone репетировали ход операции в лабораторных условиях, чтобы разработать точный план действий. В команду вошли доктор Эдуардо Д. Родригес, профессор восстановительной пластической хирургии Хелен Л. Киммел и заведующий отделением пластической хирургии Хансьёрг Висс в клинике NYU Langone. Как только подходящий донор был найден, у них было всего 24 часа, чтобы дать пациенту шанс на новую жизнь.


Эксперты iQB Technologies рекомендуют статью: Как 3D-моделирование помогает исследовать сетчатку глаза в наномасштабе
Репетиция хода операции
14 месяцев инженеры по медоборудованию Materialise и хирурги клиники NYU Langone репетировали ход операции в лабораторных условиях, чтобы разработать точный план действий
Репетиция хода операции
Пациент Джо ДиМео до и после операции / Фото © NYU Langone

В течение нескольких месяцев перед операцией инженеры Materialise координировали разработку плана действий и создали экранную 3D-модель на основе данных компьютерной томографии. Это позволило хирургам и инженерам виртуально планировать операцию и визуализировать различные варианты в трех измерениях, а также воссоздать полную анатомическую структуру кости и определить необходимый уровень хирургического вмешательства. Кроме того, проектирование позволило хирургам виртуально выбирать и размещать имплантаты, чтобы определить их оптимальное расположение. Как только план действий был завершен, инженеры Materialise напечатали индивидуальные хирургические шаблоны, анатомические модели и инструменты для трансплантации.

Во время этой исторической операции доктор Родригес и его команда из шестнадцати человек использовали 3D-шаблоны для резки и сверления, напечатанные специалистами Materialise. Полностью управляемая система перемещения и установки костных фрагментов была подобрана специально под анатомию пациента и помогла применять медицинские инструменты с высокой точностью, сократив общее время операции. Инженеры Materialise также разработали и напечатали на 3D-принтере стерилизуемые идентификационные метки для нервов и кровеносных сосудов, модели для транспортировки имплантатов и шины, позволяющие оптимально расположить имплантат во время реконструкции мягких тканей.

3D-модель на основе данных КТ
Инженеры Materialise координировали разработку плана операции и создали экранную 3D-модель на основе данных компьютерной томографии
Предоперационное планирование
Предоперационное планирование позволило хирургам виртуально выбрать и установить имплантаты, чтобы определить их оптимальное расположение
Управляемая система перемещения и установки костных фрагментов
С учетом анатомии пациента была подобрана полностью управляемая система перемещения и установки костных фрагментов, которая помогла применять медицинские инструменты с высокой точностью, сократив общее время операции

«Подобные сложные операции по пересадке тканей объединяют большую команду специалистов и ставят новые и уникальные задачи, – рассказывает доктор Родригес. – Они требуют тщательного планирования, при этом все должно быть сделано в сжатые сроки и с высокой эффективностью и точностью. Виртуальное планирование в 3D-формате и создание индивидуальных 3D-инструментов для пациентов позволяют получить дополнительную информацию на этапе планирования и повысить скорость и точность непосредственно во время операции, строго ограниченной по времени».

Брайан Кратчфилд, вице-президент и генеральный директор компании North America, отметил: «Планирование на основе изображений и 3D-печать произвели революцию в персонализированном лечении пациентов. Такая технология предоставляет хирургам детальную информацию и позволяет гораздо лучше подготовиться к операции. Ведущие клиники пользуются услугами 3D-планирования и печати, потому что это помогает предсказать ход лечения, что было бы невозможно без использования 3D-технологий».

Компания Materialise впервые внедрила многие выдающиеся решения по 3D-печати в медицине и помогает исследователям, инженерам и врачам создавать инновационные, индивидуальные методы лечения, которые помогают улучшать и спасать жизни. Платформа программного обеспечения и услуг Materialise служит основой для сертифицированной медицинской 3D-печати для клинических и исследовательских целей, а также включает виртуальные инструменты планирования, анатомические 3D-модели, индивидуальные хирургические шаблоны и имплантаты.


Материалы предоставлены компанией Materialise

cta

Статья опубликована 08.04.2021 , обновлена 08.04.2021

Об авторе

Кирилл Романов Кирилл Романов – опытный технический эксперт по 3D-технологиям. Сфера его профессиональных интересов весьма обширна: в первую очередь это CAD-моделирование, 3D-печать металлами (технология SLM) и 3D-сканирование. Кирилл ведет активный образ жизни: играет в любительской баскетбольной лиге, увлекается лонгбордом и сноубордом.
Оставьте комментарий
Наверх