Реальная история применения оборудования для 3D-печати в медицинской сфере: использование направляющих для остеотомии и планирование операции на хирургических моделях, напечатанных на стереолитографическом 3D-принтере iSLA-650 компании Shining 3D Technology, повышающих точность и эффективность проведения оперативного вмешательства.
Краткое описание клинического случая
Использование направляющих для остеотомии (хирургической операции, целью которой является улучшить функцию опорно-двигательного аппарата или устранить деформацию кости методом ее искусственного перелома) и планирование операции на хирургических моделях, напечатанных на 3D-принтере iSLA-650 компании Shining 3D Technology GmbH, методом трехмерной SLA-печати (стереолитография), в основе которой принцип отверждения жидких полимерных материалов под воздействием лазера, повышают точность и эффективность такого хирургического вмешательства, сокращая общее время проведения операции.
Компании-заказчик оборудования 3D-печати и ее основная сфера деятельности
Компания-заказчик, которая находится в городе Ухане (КНР), в основном работает в сфере проектирования деталей для промышленного оборудования и промышленного дизайна, в том числе с использованием технологии интеллектуальной 3D-печати. С 2013 года компания, используя технологию 3D-печати, выполнила работы по целому ряду самых разнообразных проектов для различных сфер применение.
В области медицины эта компания подписала соглашения о стратегическом партнерстве с рядом китайских больниц. Кроме того, представляемая компания тесно сотрудничает с ведущими исследовательскими клиниками и университетскими медицинскими центрами страны.
Модель с направляющими, задающими угол ампутации фрагмента кости при остеотомии
История болезни (анамнез)
Пациент клиники – молодой человек, получивший в детстве серьезную травму – перелом бедренной кости. Из-за несвоевременного и неправильного лечения, его бедренная кость сильно деформировалась, что в дальнейшем привело к сильной хромоте. Кроме того, у пациента наблюдалось ухудшение состояния, проявляющееся усилением симптомов, а также развитием негативных процессов в его суставах. Без своевременного принятия соответствующих мер, по исправлению дефекта опорно-двигательного аппарата, была высока вероятность, что его суставы перестали бы выполнять свои функции. Со временем это привело бы к потере работоспособности и инвалидности.
Планирование операции
Проанализировав состояние больного, несколько профессоров из ортопедической больницы Уханьского университета (Wuhan Union Orthopaedic Hospital) изъявили готовность провести совместно операцию по удалению части бедренной кости пациента.
Традиционно хирург, еще до операции, должен вычислить угол, при котором будет выполняться удаление клиновидного участка кости для ее выпрямления после заживания. Во время операции остеотомии, для обозначения угла перед удалением фрагмента кости, используются две специальные направляющие, которые фиксируются штырями. Однако этот метод имеет высокую вероятность ошибок, которые, в свою очередь, могут повлиять на качество и результат операции.
Чтобы гарантировать положительный исход при таким сложном хирургическом вмешательстве, Уханьская ортопедическая больница, которая ранее уже применяла 3D-принтер в медицине, решила снова использовать технологию 3D-печати в планировании этой операции.
Цифровая 3D-модель бедренной кости с направляющими для остеотомии
Печать модели с направляющими для остеотомии
Из данных сканирования в формате DICOM, полученных с помощью компьютерной томографии, сотрудники компании, расположенной в Ухане, смогли получить трехмерные данные по бедренной кости пациента. Основываясь на этих данных, они создали цифровую модель с направляющими для остеотомии. После создания цифровой 3D-модели, сотрудники напечатали объемную модель с помощью промышленного 3D-принтера iSLA-650 компании Shining 3D. На это потребовалось всего около 320 грамм жидкого полимерного светочувствительного материала. Весь процесс печати занял около шести часов.
Модель бедренной кости с направляющими для остеотомии, напечатанная на 3D-принтере
Подготовка к операции
В ходе подготовки, врачи ортопедической больницы Уханьского университета, провели детальную репетицию предстоящей хирургической операции с использованием напечатанной модели бедренной кости с уже установленными на ней направляющими для остеотомического вмешательства. Благодаря такой заранее проведенной репетиции, они ознакомились не только с хирургическим процессом, но и смогли предсказать и предупредить возможные риски, которые могли возникнуть во время предстоящей операции.
Модель бедренной кости после ее остеотомии, выполненная для репетиции предстоящей операции
Успешное завершение операции
После проведения репетиции, хирурги провели операцию над пациентом, используя данные по установке направляющих, задающих угол для остеотомии. Поскольку врачи уже ознакомились с хирургическим процессом и имели точные координаты установки направляющих, они смогли быстро и эффективно выполнить остеотомию.
Часть бедренной кости пациента была точно ампутирована в ходе хирургической операции, успешно выполненной благодаря заранее подготовленным данным по установке направляющих для проведения остеотомии и установки фиксирующей кость пластины
Стоит отметить, что благодаря технологии 3D-печати и выработанной с ее помощью плана хирургической операции, которая обычно занимала не менее полдня, весь процесс хирургического вмешательства был успешно завершен всего за час. Уже на следующий день, пациент смог ходить с помощью костыля, и вскоре после выписки покинул больницу.
Фотографии перед и после остеотомии, сравнение бедра и ноги пациента до и после проведенной остеотомии
Заключение
Направляющие для остеотомии и модели для разработки плана проведения хирургической операции были напечатаны с помощью стереолитографического 3D-принтера iSLA-650, выпускаемого компанией Shining 3D Technology. Компания, использующая данное оборудование, специализируется на разработке деталей для промышленного оборудования и дизайна. Купить промышленный 3D-принтер iSLA-650 компанию с подвигла низкая эффективность при разработке своих продуктов.
Промышленный 3D-принтер iSLA-650, благодаря возможности оценки и проверки тех или иных конструктивных решений, значительно сократил цикл конструирования. С применением прогрессивной технологии SLA специалисты смогли быстро превращать свои дизайнерские и инженерные идеи в завершенный продукт.
Стереолитографический 3D-принтер iSLA-650 Pro
После значительных улучшений в области эффективности разработок, компания начала сотрудничать со многими больницами, внедряя применение технологии 3D-печати в медицинскую отрасль. В частности, установка направляющих при остеотомических операциях, облегчающих принятие решений в медицинской практике. Выбор 3D-принтера компании Shining 3D Technology был основан на высокой репутации этого оборудования в части надежности и большого профессионального опыта накопленного данной компании в области современных 3D-технологий.
