Қазақстан республикасы ғылым және жоғары білім министрлігі ш. УӘлиханов атындағы
ТЕХНОЛОГИИ 3D-ПЕЧАТИ В ЛЕЧЕНИИ ПАЦИЕНТОВ С ЦЕЛЬЮ
жүктеу/скачать 19,8 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Ключевые ٴ ٴ слова
| ТЕХНОЛОГИИ 3D-ПЕЧАТИ В ЛЕЧЕНИИ ПАЦИЕНТОВ С ЦЕЛЬЮ
ИММОБИЛИЗАЦИИ ПОВРЕЖДЕННЫХ КОНЕЧНОСТЕЙ Камыспаев Ильяс Саянович Научный руководитель: Лисицын Ю.В., магистр педагогики и психологии, ассистент-лектор Кокшетауский университет им. Ш.Уалиханова, г. Кокшетау ilyas.sayanovich@mail.ru Резюме: за ٴ ٴ последнее ٴ ٴ десятилетие ٴ ٴ спектр ٴ ٴ применений ٴ ٴ медицинской ٴ печати ٴ ٴ расширился. В ٴ ٴ травматологии, ортопедии ٴ ٴ и ٴ ٴ реабилитации ٴ ٴ при ٴ ٴ травмах ٴ ٴ верхних ٴ ٴ конечностей ٴ ٴ возрастает ٴ ٴ интерес ٴ ٴ к ٴ ٴ производству ٴ ٴ шин ٴ ٴ и ٴ ٴ ортезов, способных ٴ ٴ учитывать ٴ ٴ индивидуальные ٴ ٴ анатомические ٴ ٴ особенности ٴ ٴ тела ٴ ٴ человека. Традиционные ٴ ٴ шины ٴ ٴ не ٴ ٴ всегда ٴ ٴ удобны ٴ ٴ и ٴ ٴ могут ٴ ٴ вызывать ٴ ٴ побочные ٴ ٴ эффекты, такие ٴ ٴ как ٴ ٴ боль, отек, давление ٴ ٴ или ٴ ٴ даже ٴ ٴ отсутствие ٴ ٴ терапевтического ٴ ٴ эффекта. Обсуждаются ٴ ٴ перспективы ٴ ٴ технологии ٴ ٴ в ٴ ٴ медицине ٴ ٴ с ٴ ٴ начала ٴ ٴ ее ٴ ٴ массового ٴ ٴ внедрения, особенности ٴ ٴ моделирования, изготовления ٴ ٴ и ٴ ٴ применения ٴ ٴ иммобилайзеров ٴ ٴ при ٴ ٴ травмах ٴ ٴ и ٴ ٴ заболеваниях ٴ ٴ верхних ٴ ٴ конечностей. В ٴ ٴ исследовании ٴ ٴ была ٴ ٴ проанализирована ٴ ٴ функциональность ٴ ٴ распечатанных ٴ ٴ шин ٴ ٴ и ٴ ٴ ортезов ٴ 559 ٴ верхних ٴ ٴ конечностей ٴ ٴ по ٴ ٴ сравнению ٴ ٴ с ٴ ٴ традиционными ٴ ٴ методами ٴ ٴ фиксации. 3D- изображения ٴ ٴ пациентов ٴ ٴ с ٴ ٴ травмами ٴ ٴ можно ٴ ٴ использовать ٴ ٴ для ٴ ٴ создания ٴ ٴ виртуальных ٴ 3D- моделей ٴ ٴ предплечья, запястья ٴ ٴ и ٴ ٴ пальцев ٴ ٴ пациента, а ٴ ٴ печать ٴ ٴ этих ٴ ٴ анатомических ٴ ٴ моделей ٴ ٴ позволяет ٴ ٴ создавать ٴ ٴ индивидуальные ٴ ٴ шины ٴ ٴ и ٴ ٴ ортезы. Благодаря ٴ ٴ индивидуальному ٴ ٴ подходу ٴ ٴ и ٴ ٴ использованию ٴ ٴ различных ٴ ٴ решений ٴ ٴ может ٴ ٴ найти ٴ ٴ широкое ٴ ٴ применение ٴ ٴ в ٴ ٴ травматологии ٴ ٴ и ٴ ٴ ортопедии. Результатом ٴ ٴ такого ٴ ٴ подхода ٴ ٴ является ٴ ٴ возможность ٴ ٴ внедрения ٴ ٴ и ٴ ٴ эффективного ٴ ٴ использования ٴ ٴ разнообразных ٴ ٴ решений, поддерживаемых ٴ ٴ отраслью ٴ ٴ здравоохранения. Ключевые ٴ ٴ слова: аддитивные ٴ ٴ технологии, 3D-печать, 3D-принтер, 3D-моделирование, фиксация, перелом, иммобилизация, шина, ортез. Цель ٴ ٴ исследования. На ٴ ٴ основе ٴ ٴ публикаций ٴ ٴ последних ٴ ٴ 5 ٴ ٴ лет ٴ ٴ будут ٴ ٴ показаны ٴ ٴ основные ٴ ٴ тенденции ٴ ٴ в ٴ ٴ разработке, производстве ٴ ٴ и ٴ ٴ применении ٴ ٴ новых ٴ ٴ средств ٴ ٴ иммобилизации ٴ ٴ повреждений ٴ ٴ и ٴ ٴ заболеваний ٴ ٴ верхних ٴ ٴ конечностей ٴ ٴ с ٴ ٴ помощью ٴ ٴ технологии ٴ 3D-печати. С ٴ ٴ каждым ٴ ٴ годом ٴ ٴ устройств ٴ ٴ для ٴ 3D-печати ٴ ٴ становится ٴ ٴ все ٴ ٴ больше ٴ ٴ и ٴ ٴ дешевле, процесс ٴ ٴ печати ٴ ٴ совершенствуется, а ٴ ٴ материалы ٴ ٴ для ٴ ٴ печати ٴ ٴ становятся ٴ ٴ более ٴ ٴ разнообразными. Область ٴ ٴ использования 3D-печати ٴ в ٴ ٴ медицине ٴ ٴ очень ٴ ٴ широка. Первые ٴ ٴ попытки ٴ ٴ использования ٴ ٴ 3D-печати ٴ ٴ в ٴ ٴ медицине ٴ ٴ были ٴ ٴ предприняты ٴ ٴ в ٴ ٴ области ٴ ٴ стоматологии. В ٴ ٴ конце ٴ ٴ 1990-х ٴ ٴ годов ٴ ٴ американская ٴ ٴ компания ٴ ٴ Align Technology ٴ ٴ начала ٴ ٴ производство ٴ ٴ капп ٴ ٴ по ٴ ٴ этому ٴ ٴ методу. В ٴ ٴ 2012 ٴ ٴ году ٴ ٴ были ٴ ٴ напечатаны ٴ ٴ и ٴ ٴ установлены ٴ ٴ титановый ٴ ٴ зубной ٴ ٴ имплантат ٴ ٴ и ٴ ٴ челюсть. Затем ٴ ٴ была ٴ ٴ начата ٴ 3D-печать ٴ ٴ для ٴ ٴ создания ٴ ٴ искусственных ٴ ٴ костей ٴ ٴ для ٴ ٴ последующей ٴ ٴ трансплантации. В ٴ ٴ 2013 ٴ ٴ году ٴ ٴ мужчине, пострадавшему ٴ ٴ в ٴ ٴ автокатастрофе ٴ ٴ в ٴ ٴ США, реконструировали ٴ ٴ череп ٴ ٴ с ٴ ٴ помощью ٴ ٴ напечатанной ٴ ٴ ٴ титановой ٴ ٴ кости, заменив 70% ткани ٴ ٴ черепа. Роль ٴ 3D-печати ٴ ٴ не ٴ ٴ ограничивается ٴ ٴ обучением ٴ ٴ и ٴ ٴ планированием ٴ ٴ хирургии, она ٴ ٴ также ٴ ٴ может ٴ ٴ быть ٴ ٴ использована ٴ ٴ при ٴ ٴ изготовлении ٴ ٴ средств ٴ ٴ индивидуальной ٴ ٴ иммобилизации (шины, корсеты ٴ ٴ и ٴ ٴ ортезы). При ٴ ٴ закрытых ٴ ٴ переломах ٴ ٴ костей ٴ ٴ предплечья ٴ ٴ и ٴ ٴ кисти ٴ ٴ без ٴ ٴ смещения ٴ ٴ или ٴ ٴ с ٴ ٴ допустимым ٴ ٴ смещением ٴ ٴ отломков ٴ ٴ обычно ٴ ٴ применяют ٴ ٴ гипсовые ٴ ٴ или ٴ ٴ полимерные ٴ ٴ повязки. Иммобилизация ٴ ٴ перелома ٴ ٴ в ٴ ٴ указанной ٴ ٴ точке ٴ ٴ гипсом ٴ ٴ занимает ٴ ٴ в ٴ ٴ среднем ٴ ٴ 10-30 ٴ ٴ минут. К ٴ ٴ недостаткам ٴ ٴ циркулярной повязки ٴ ٴ можно ٴ ٴ отнести ٴ ٴ сложность ٴ ٴ соблюдения ٴ ٴ гигиены ٴ ٴ кожи, сложную ٴ ٴ структуру ٴ ٴ окон, используемых ٴ ٴ для ٴ ٴ обработки ٴ ٴ раны, и ٴ ٴ ее ٴ ٴ вес. Быстротвердеющие ٴ ٴ полимерные ٴ ٴ бинты ٴ ٴ легкие, водонепроницаемые, просты ٴ ٴ в ٴ ٴ изготовлении, но ٴ ٴ имеют ٴ ٴ строгую ٴ ٴ технику ٴ ٴ наложения. В ٴ ٴ то ٴ ٴ же ٴ ٴ время ٴ ٴ полимерные ٴ ٴ покрытия ٴ ٴ имеют ٴ ٴ некоторые ٴ ٴ ограничения, такие ٴ ٴ как ٴ ٴ низкая ٴ ٴ воздухопроницаемость, ограниченная ٴ ٴ прозрачность, невозможность ٴ ٴ воспроизведения ٴ ٴ анатомических ٴ ٴ особенностей ٴ ٴ сегмента ٴ ٴ конечности. При ٴ ٴ изготовлении ٴ ٴ шин ٴ ٴ и ٴ ٴ ортезов, предназначенных ٴ ٴ для ٴ ٴ лечения ٴ ٴ переломов ٴ ٴ верхних ٴ ٴ конечностей, необходимо ٴ ٴ новое ٴ ٴ решение, обеспечивающее ٴ ٴ достаточную ٴ ٴ прочность, вентиляцию, малый ٴ ٴ вес, водонепроницаемость, регулируемое ٴ ٴ крепление ٴ ٴ и ٴ ٴ комфорт ٴ ٴ пациента. Известно, что ٴ ٴ помимо ٴ ٴ уменьшения ٴ ٴ отека ٴ ٴ мягких ٴ ٴ тканей ٴ ٴ в ٴ ٴ месте ٴ ٴ перелома ٴ ٴ необходима ٴ ٴ гипсовая ٴ ٴ пластика. В ٴ ٴ настоящее ٴ ٴ время ٴ ٴ можно ٴ ٴ заменить ٴ ٴ гипсовую ٴ ٴ иммобилизацию ٴ ٴ распечатанными ٴ ٴ брекетами, протезами ٴ ٴ или ٴ ٴ ортезами. Сетчатая ٴ ٴ оконная ٴ ٴ структура ٴ ٴ дизайна ٴ ٴ не ٴ ٴ только ٴ ٴ способствует ٴ ٴ лучшей ٴ ٴ вентиляции ٴ ٴ кожи, но ٴ ٴ и ٴ ٴ позволяет ٴ ٴ использовать ٴ ٴ маломощные ٴ ٴ ультразвуковые ٴ ٴ датчики ٴ ٴ для ٴ ٴ стимуляции ٴ ٴ роста ٴ ٴ костей ٴ ٴ при ٴ ٴ необходимости. Для ٴ ٴ больных, нуждающихся ٴ ٴ в ٴ ٴ длительной ٴ ٴ иммобилизации ٴ ٴ ортопедической ٴ ٴ повязкой, важны ٴ ٴ их ٴ ٴ физиотерапевтические ٴ ٴ свойства. Процесс ٴ ٴ изготовления ٴ ٴ индивидуального ٴ ٴ бандажа ٴ ٴ или ٴ ٴ ортеза ٴ ٴ включает ٴ ٴ стандартный ٴ ٴ цикл: получение ٴ ٴ данных ٴ ٴ сканирования ٴ ٴ поверхности, моделирование ٴ ٴ и ٴ ٴ редактирование ٴ ٴ цифровой ٴ ٴ модели, 3D-печать ٴ ٴ конечного ٴ ٴ продукта, а ٴ ٴ затем, при ٴ ٴ необходимости, сборку ٴ ٴ и ٴ ٴ доводку. Использование ٴ ٴ ручного ٴ ٴ бесконтактного ٴ ٴ сканера ٴ ٴ для ٴ ٴ сканирования ٴ ٴ поверхности ٴ ٴ верхней ٴ ٴ конечности ٴ ٴ может ٴ ٴ заменить ٴ ٴ КТ ٴ ٴ или ٴ ٴ МРТ. До ٴ ٴ сих ٴ ٴ пор ٴ ٴ комфорт ٴ ٴ пациента ٴ ٴ и ٴ ٴ стабильная ٴ ٴ фиксация ٴ ٴ костных ٴ ٴ отломков ٴ ٴ являются ٴ ٴ основными ٴ ٴ требованиями ٴ ٴ к ٴ 560 ٴ изготовлению ٴ ٴ ортеза ٴ ٴ с ٴ ٴ помощью ٴ 3D-сканирования. Выполнение ٴ ٴ точного ٴ ٴ сканирования ٴ ٴ анатомической ٴ ٴ поверхности ٴ ٴ обеспечивает ٴ ٴ максимально ٴ ٴ точную ٴ ٴ адаптацию ٴ ٴ фиксирующей ٴ ٴ повязки ٴ ٴ к ٴ ٴ анатомическим ٴ ٴ особенностям ٴ ٴ сегмента ٴ ٴ конечности ٴ ٴ и ٴ ٴ направлено ٴ ٴ на ٴ ٴ минимизацию ٴ ٴ дискомфорта ٴ ٴ пациента. Некоторые ٴ ٴ модели ٴ ٴ сканеров ٴ ٴ могут ٴ ٴ наносить ٴ ٴ геометрические ٴ ٴ маркеры ٴ ٴ на ٴ ٴ поврежденную ٴ ٴ конечность ٴ ٴ пациента ٴ ٴ перед ٴ ٴ сканированием, отмечая ٴ ٴ область ٴ ٴ сканирования ٴ ٴ и ٴ ٴ сравнивая ٴ ٴ отсканированные ٴ ٴ поверхности ٴ ٴ с ٴ ٴ цифровой ٴ ٴ моделью. В ٴ ٴ некоторых ٴ ٴ случаях ٴ ٴ сканируются ٴ ٴ две ٴ ٴ анатомические ٴ ٴ области (здоровая ٴ ٴ и ٴ ٴ поврежденная), чтобы ٴ ٴ получить ٴ ٴ дополнительную ٴ ٴ информацию ٴ ٴ для ٴ ٴ создания ٴ ٴ последующей ٴ 3D-реконструкции. В ٴ ٴ качестве ٴ ٴ ориентира ٴ ٴ можно ٴ ٴ использовать ٴ ٴ цифровые ٴ ٴ данные ٴ ٴ здорового ٴ ٴ сегмента ٴ ٴ конечности, так ٴ ٴ как ٴ ٴ отек ٴ ٴ мягких ٴ ٴ тканей ٴ ٴ поврежденной ٴ ٴ конечности ٴ ٴ сохраняется ٴ ٴ некоторое ٴ ٴ время ٴ ٴ после ٴ ٴ травмы. При ٴ ٴ изготовлении ٴ ٴ индивидуальной ٴ ٴ ортопедической ٴ ٴ повязки ٴ ٴ на ٴ ٴ верхнюю ٴ ٴ конечность ٴ ٴ с ٴ ٴ учетом ٴ ٴ индивидуальных ٴ ٴ анатомических ٴ ٴ особенностей ٴ ٴ тела ٴ ٴ человека ٴ ٴ могут ٴ ٴ возникнуть ٴ ٴ трудности ٴ ٴ с ٴ ٴ сохранением ٴ ٴ стабильного ٴ ٴ положения ٴ ٴ предплечья, кисти ٴ ٴ и ٴ ٴ пальцев ٴ ٴ в ٴ ٴ зависимости ٴ ٴ от ٴ ٴ степени ٴ ٴ артериального ٴ ٴ давления и ٴ ٴ тонуса ٴ ٴ мышц. Поскольку ٴ ٴ для ٴ ٴ создания ٴ ٴ индивидуального ٴ ٴ ортеза ٴ ٴ необходима ٴ ٴ вся ٴ ٴ геометрия ٴ ٴ поверхности ٴ ٴ руки (тыльная ٴ ٴ сторона ٴ ٴ и ٴ ٴ ладонь), предусмотрена ٴ ٴ специальная ٴ ٴ опора, способная ٴ ٴ удерживать ٴ ٴ руку ٴ ٴ в ٴ ٴ оптимальном ٴ ٴ положении ٴ ٴ во ٴ ٴ избежание ٴ ٴ фальсификации ٴ ٴ данных, полученных ٴ ٴ при ٴ ٴ сканировании. Целью ٴ ٴ конструкции ٴ ٴ каждого ٴ ٴ изделия ٴ ٴ является ٴ ٴ создание структуры ٴ ٴ в ٴ ٴ соответствии ٴ ٴ с ٴ ٴ местом ٴ ٴ повреждения ٴ ٴ конечности ٴ ٴ таким ٴ ٴ образом, чтобы ٴ ٴ можно ٴ ٴ было ٴ ٴ контролировать ٴ ٴ плотность ٴ ٴ и ٴ ٴ толщину ٴ ٴ вентилируемой ٴ ٴ ортезной конструкции ٴ ٴ по ٴ ٴ отношению ٴ ٴ к ٴ ٴ площади ٴ ٴ поверхности ٴ ٴ анатомической ٴ ٴ области. часть. Предложена ٴ ٴ технология ٴ ٴ изготовления ٴ ٴ индивидуальных ٴ ٴ ортезов ٴ ٴ с ٴ ٴ использованием ٴ ٴ доступных ٴ ٴ в ٴ ٴ сети ٴ ٴ Интернет ٴ 3D-моделей ٴ ٴ типовых ٴ ٴ моделей, собранных ٴ ٴ в ٴ ٴ библиотеке ٴ ٴ стандартных ٴ ٴ моделей. Готовые ٴ ٴ ортезы ٴ ٴ должны ٴ ٴ быть ٴ ٴ более ٴ ٴ экономичными. жүктеу/скачать 19,8 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|