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

Мы в социальных сетях:

Вылитая копия: поразительные возможности 3D-сканирования человеческого тела

detail_img

Видео: 3D-сканирование лица в реальном времени | Закажите бесплатное тестовое сканирование | 3D-сканер помогает пострадавшим | 3D-сканирование человеческого тела в мельчайших деталях

Создание протезов с помощью 3D-технологий: эра новых возможностей

По мере того, как технологии совершенствуются и становятся все более доступными, появляются новые возможности для решения сложнейших медицинских проблем. Команде исследователей из компании Chabloz Orthopaedie (Франция) удалось создать уникальный и по-настоящему революционный протез.

Chabloz Orthopédie работала с Дени Готье, у которого было ампутировано предплечье. Сначала специалисты провели 3D-сканирование здоровой руки пациента с помощью сканера peel 3d, чтобы получить ее зеркальное отображение. Это было сделано для того, чтобы спроектированное изделие идеально повторяло пропорции здоровой конечности. Оставшаяся часть ампутированной руки также была отсканирована для достижения удобной и эргономичной посадки протеза.

Протез, созданный с помощью 3D-сканирования и 3D-печати
Дени Готье с готовым протезом

Далее команда приступила к проектированию CAD-модели и разработке миоэлектрического протеза. Аккумуляторы, кабели датчиков и искусственная кисть были интегрированы с изготовленным предплечьем. Сам протез был разработан в САПР и напечатан на 3D-принтере. Для печати различных компонентов предплечья использовалась технология HP Jet Fusion. После изготовления все детали прошли финишную обработку и были покрашены.

Использование 3D-сканирования и 3D-печати гарантирует не только правильную посадку приспособления, но и дает полную свободу движений. Новый подход к проектированию протезов позволяет профессионалам разрабатывать решения, обладающие небольшим весом и легко кастомизируемые. Вам известно, что созданные на 3D-принтере детали на 20% легче, чем их аналоги из углеродного или стекловолокна? Такие изделия обладают еще и необходимой жесткостью, твердостью и долговечностью.

Позже этот инновационный протез совместили с кистью BeBionic, одной из самых продвинутых бионических конечностей, и по индивидуальным параметрам были изготовлены ультрасовременные миоэлектрические предплечье и кисть. Случай Готье – отличный пример инновационного использования технологий 3D-измерений и 3D-печати.

На видео показан полный процесс оцифровки лица и ушей с помощью портативного 3D-сканера Creaform Go!SCAN 20 (сейчас выпускается его аналог в белом цвете peel 2). Это решение позволяет получить детализированную цифровую модель для использования в таких областях, как пластическая и восстановительная хирургия, в частности, лицевое протезирование.

Закажите тестовое 3D-сканирование бесплатно!

3D-сканер помогает пострадавшим

К сожалению, по всему миру неизбежно происходят трагедии, и пострадавшие нуждаются в помощи. Но, к счастью, существуют такие организации, как «Врачи без границ» (Médecins Sans Frontières), которые делают все возможное, чтобы предоставить им необходимое лечение и уход. С 2016 года организация прилагает неустанные усилия, пытаясь решить проблему обеспечения протезами нуждающихся во всем мире. Цель – помочь людям с ампутированными конечностями вновь обрести самостоятельность. Решения, которые при этом используются, – 3D-технологии.

По завершении медицинского обследования пациента врачи определяют его потребности и ожидания. С помощью сканера peel 3d, с минимальным дискомфортом для пострадавшего, создается высокоточная цифровая модель поврежденной конечности. По сравнению с традиционно используемым созданием слепков 3D-сканирование выполняется значительно быстрее и не требует контакта. Затем результат 3D-сканирования переносится в программное обеспечение для виртуального проектирования приемной гильзы и протеза. Разработанный компонент изготавливается на 3D-принтере и устанавливается на конечность пациента. Если необходимо, в процессе установки протез и гильза дорабатываются. Через три месяца использования пациент приглашается для оценки удобства протеза.

Специалисты «Врачей без границ» также разработали похожую процедуру для создания компрессионных масок для пациентов с ожогами. Здесь использование бесконтактной технологии также дает значительные преимущества по сравнению с традиционными гипсовыми бинтами, не только делая процедуру менее болезненной для пациента, но и ускоряя ее, что позволяет обеспечить помощью гораздо большее количество людей в нуждающихся странах.

3D-сканирование пациента
Физиотерапевт Пьер Моро сканирует пациента с ожогами головы. Затем на основе скана создается прозрачная маска для прессотерапии / Фото: Elisa Oddone, Al Jazeera

Рассказывает физиотерапевт Пьер Моро, сотрудник «Врачей без границ»: «Цель проекта с использованием 3D-технологий – оказание помощи пациентам, нуждающимся в специальном реабилитационном уходе. Мы запустили этот проект в Аммане в 2017 году, где мы начали обеспечивать пациентов с ампутированными верхними конечностями протезами, напечатанными на 3D-принтере. Но просто напечатать протез недостаточно – мы стараемся понять потребности пострадавших, найти индивидуальные решения и как можно дольше поддерживать их в новом положении. Нам помогает междисциплинарная команда реабилитационных работников и инженеров. Тогда наши специалисты помогли более 30 пациентам в Иордании.

В 2018-м мы начали использовать технологию еще в одном направлении – для пациентов с ожогами, особенно на лице и шее. Осложнения на коже – весьма серьезная проблема для пострадавших от ожогов. Могут образоваться гипертрофические рубцы, и нужна прессотерапия. Для этого требуются прозрачные маски, но их довольно сложно изготовить на месте. Поэтому мы начали осваивать 3D-сканирование, 3D-печать и компьютерное моделирование, пытаясь помочь нашей команде в производстве этих устройств для пациентов, которым они так необходимы. Сейчас мы предоставляем более 50 прозрачных лицевых ортезов.

Когда я думаю об этом проекте, мне всегда вспоминается одна история, демонстрирующая его развитие. В 2017 году в Иордании у нас была маленькая пациентка с ожогами и ампутацией – у нее не было руки, и состояние ее оставшейся части было слишком сложным, чтобы разработать протез. Тогда мы не смогли ей помочь. Но она вернулась в следующем году, и мы наконец-то смогли изготовить для нее протез. Впервые она смогла пользоваться рукой. Это одно из наших лучших воспоминаний о проекте и показатель его успеха».

3D-сканирование человеческого тела в мельчайших деталях

На Земле уже более 7,5 миллиардов человек, и хотя некоторые очень похожи друг на друга, полностью одинаковых людей не существует. С таким разнообразием лиц вовсе не удивительно, что в процессе эволюции человеческий мозг стал мастерски распознавать мельчайшие детали, помогающие их различать. Чтобы максимально приблизиться к оригиналу, 3D-скан статуи должен быть предельно точным и иметь высокое геометрическое разрешение.

Сравнение моделей
3D-копии: результат сканирования с помощью Kinect в 2013 году (фигура слева) и с помощью peel 3d (фигура справа)

Для повышения качества сканирования канадская компания USIMM начала использовать peel 3d. Компания специализируется на мехобработке неметаллических материалов и постоянно участвует в художественных проектах. Главной целью было показать эволюцию обработки на станках с ЧПУ, сравнив результаты обработки 3D-версии одного сотрудника, выполненной несколько лет назад, с текущими результатами.

По словам Леи Лепаж из USIMM, сканирование живого человека – весьма непростое дело: «Сканеры, как правило, весьма чувствительны к мельчайшим движениям, даже если это просто дыхание. Отсканировать человека очень трудно». Для того, чтобы выполнить такую неординарную задачу, команде USIMM требовался 3D-сканер, невосприимчивый к определенным движениям, – но при этом имеющий высокие показатели разрешения и точности. Такими качествами обладает peel 3d: разрешением до 0,5 мм и объемной точностью 0,5 мм/м.

Команда отсканировала того же сотрудника в той же позе – как и несколько лет назад. Полученные данные 3D-сканирования были отправлены на пятиосевой станок с ЧПУ, а затем создана полноразмерная копия человека из полистирола. Результаты были невероятными.

Результаты сканирования, полученные ранее устройством Skanect, и рядом не стояли с результатами peel 3d. «Разница между прошлыми и текущими результатами проекта колоссальна», – прокомментировала Леа Лепаж. Новая копия получилась куда более реалистичной и точнее передавала оригинал.


Материалы предоставлены компанией Creaform. Фото в заставке © Elisa Oddone, Al Jazeera

cta

Статья опубликована 08.12.2020 , обновлена 15.02.2021

Об авторе

Алексей Чехович Главный эксперт направления технической поддержки 3D-оборудования. Девиз Алексея – «Доверяйте профессионалам!», и вы в полной мере можете положиться на его высокую квалификацию и уникальный опыт, который охватывает и традиционные методы производства, и 3D-технологии. В его послужном списке множество успешных проектов, среди которых он особо выделяет изготовление модельной оснастки для отливки колоколов Храма Христа Спасителя. Хобби Алексея – история и археология.
Оставьте комментарий
Наверх