Hogyan segítette a 3D nyomtatás az embert a felesége látványának mentésében - 💡 Fix My Ideas

Hogyan segítette a 3D nyomtatás az embert a felesége látványának mentésében

Hogyan segítette a 3D nyomtatás az embert a felesége látványának mentésében


Szerző: Ethan Holmes, 2019

Pamela Shavaun Scott, saját koponyájának 3D-s nyomtatott példányával. Jobb mutatóujja jelzi az eltávolított meningioma helyét.

2013 nyarán Michael Balzer jó egészségben talált. Néhány évvel korábban egy hosszú betegséggel küzdött, ami a munkájáért fizetett neki. Ahogy visszanyerte, független karrierépítést hozott létre, amely 3D-s grafikát hoz létre, és segítette feleségét, a Pamela Shavaun Scott nevű pszichoterapeutát, a videojáték-függőség kezelésére. Balzer szenvedélye a technológia, nem pedig az orvostudomány, de a rosszindulatú és a helyreállítási témák gyakran a digitális célzás idején merültek fel. Balzer azonban nem érezte ennek a kapcsolatnak a teljes hatását, egészen a nyárig, röviddel azután, hogy elindította saját üzletét 3D-s tervezésben, szkennelésben és nyomtatásban. 2013 augusztusában, ahogy az új vállalkozás elindult a földről, Scott kezdett fejfájást szerezni.

Lehet, hogy semmi sem volt, de Scott néhány hónappal korábban megszerezte a pajzsmirigyét, így a pár különösen szorosan figyelte a szöveget. Balzer feleségül vette fel MRI-t, és amikor végül beleegyezett, a szkennelés tömegét fedezte fel a koponyájában, egy három centiméteres tumor, amelyet a bal szeme mögött helyeztek el. Érthető módon megrémültek, de a radiológiai jelentést olvasó neurológusok nem tűntek megfelelőnek, elmagyarázva, hogy az ilyen tömegek gyakoriak a nők körében, és azt javasolta, hogy Scott egy év múlva újra ellenőrizze.

Ez nem ült jól Balzerrel. Scott közelmúltbeli pajzsmirigyműtélete azt tanította nekik, hogy a legjobb ellátás igénybevétele proaktív és rendkívül jól tájékozott. Egy tipikus pajzsmirigy-eltávolítást a torkon átnyúló nagy metszéssel hajtanak végre, amely hosszú, kényelmetlen helyreállítást igényel, és nagy sebhelyet hagy el, de amikor Scott és alternatívák keresését kezdte, felfedezték, hogy elkerülheti mindazt, ha hazafelé utaznak Kaliforniában a Pittsburghi Egyetem Orvosi Központjának Robotikus Fej- és Nyaksebészeti Központjában. Ott a sebészek finom eljárásokat hajtanak végre egy olyan robotkarral, amely lefelé mozgatja őket, így kisebb és pontosabbá teszi őket, mint amit az emberi kéz képes egyedül. A tapasztalat megismertette Balzer-t és Scott-ot mind az orvosi technológiák élvonalbeli, mind a saját kutatásuk fontosságával. Tehát bár az első orvosok azt mondták nekik, hogy várjanak, Balzer és Scott elküldték az MRI eredményeket egy maroknyi neurológusnak az egész országban. Szinte mindannyian egyetértettek abban, hogy Scottnak műtétre van szüksége.

A Scott bal szemének mögött Lodged három centiméteres daganat volt

Ezen a ponton Balzer kérte Scott DICOM fájljait (az orvosi képalkotó adatok szabványos digitális formátumát), hogy otthon dolgozhasson velük. Fontos lépés volt. Néhány hónappal később Scottnak volt egy másik MRI-ja, és a radiológus rettenetes jelentéssel jött vissza: A daganat jelentősen nőtt, ami sokkal súlyosabb állapotot jelentett, mint az eredetileg diagnosztizált. Viszont otthon, Balzer a Photoshopot használta, hogy az új DICOM fájlokat rétegezze a régi képek tetejére, és rájött, hogy a daganat egyáltalán nem nőtt - a radiológus éppen egy másik pontról mérte a képet. Miután megkönnyebbülése megszűnt, Balzer dühös és határozottabb volt, mint valaha, hogy megtartsa Scott kezelését. - Azt hittem, hogy miért nem vesszük a következő szintre? - mondja Balzer. „Nézzük meg, hogy milyen eszközök állnak rendelkezésre, hogy a DICOM-eket, amelyek 2D-es szeletek, 3D-s modellré alakítsam.” Ez a döntés mindent megváltoztatott.

Balzer, egy korábbi légierő technikai oktató és szoftvermérnök, valamint a 3D képalkotó rajongó, valószínűleg jobban felkészült, mint a legtöbb, hogy orvosi diagnosztikai technológiát vegyen saját kezébe, de nem szükséges, hogy a 3D képalkotás használatához szakértelme legyen. jobban megértsék a diagnózist és a lehetséges kezeléseket, és ez csak könnyebbé válik. Az orvosi ellátás terén elért előrehaladást az alapvető készítő eszközök és szoftverek segítségével végzik, ami azt jelenti, hogy a legkorszerűbb egészségügyi ellátás egyre olcsóbbá, gyorsabbá és szélesebb körben elérhetővé válik, de - és talán még ennél is fontosabb - azt jelenti, hogy ugyanazokat az eszközöket használhatja, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a saját egészségügyi ellátásunk egyenlő.

Amikor Balzer összeolvasztotta Scott koponyáját a 3D renderbe, a tumor formája és alakja láthatóvá vált.

A 3D-s nyomtatás már meglepő változásokat hozott a nem DIY orvosi ellátásban, és a mező még mindig a gyerekcipőben jár. Kínában és Ausztráliában, ahol a 3D nyomtatású implantátumokat jóváhagyták, az orvosok a rákos és rosszul formázott csontokat helyettesített titán pelvises, vállakkal és bokákkal helyettesítették, amelyeket olyan sebességgel, pontossággal és erősséggel állítottak elő, amelyek eddig elképzelhetetlenek voltak. A brit és malajziai kutatók egy csoportja több anyagból készült 3D-s nyomtatót használt a modellfejek létrehozására reálisan texturált bőrrel, koponya csontokkal, agyi anyagokkal és daganatokkal, hogy a diákok biztonságosan gyakorolhassák a nagy kockázatú műtéteket. Az Egyesült Államokban egy pár orvos a Michigani Egyetemen testreszabott trachealöveket nyomtatott két kisgyermek számára, akiknek a tracheobronchomalacia nevű állapotát, vagy a légcső és a hörgők lágyulását okozták, ami a légutak összeomlását okozza. A csíkok lehetővé teszik a légcső izmainak kialakulását, és ahogyan az is, a támaszok biztonságosan felszívódnak a gyermek testébe. Az egyik legelterjedtebb alkalmazás azonban az egyik legegyszerűbb: a betegek CT-vizsgálata 3D-s nyomtatáshoz pontos szervmodelleket tesz lehetővé, hogy az orvosok megtervezhessék és felkészülhessenek a sebészeti eljárásokra. A szükséges szoftverek és berendezések könnyen elérhetők bárki számára - egy Iowa Egyetem sebész nyomon követett egy helyi ékszergyártót egy 3D-s nyomtatóval, és meggyőzte őt arra, hogy szabadidejében készítsen egyedi modellt az egyetem számára.

Balzer kézzelfogható modellt akart a Scott koponyájáról, hogy megláthassa a tumor helyzetét és méretét, és gondolja át, hogy milyen kezelésre van szükség. A Scott's, mint meningioma néven ismert daganat standard eltávolítási folyamata egy craniotomia, amelyben a koponyát nyitott állapotban fűrészelik. A daganata az agya alatt található, így az orvosok eltávolításához fizikailag ki kell emelni az agyát. Ez olyan kockázatos, mint amilyennek hangzik. Az idegek kiszorulhatnak, és a betegek elveszíthetik szaglásukat, ízüket vagy akár látványukat. Gondolva a pajzsmirigy műtétére, ő és Balzer azon tűnődtek, vajon lehet-e hasonlóan nem invazív eljárás.

Elülső koponya szakasz a tumor eltávolításával. a slo 3D alkotók által a Sketchfab-on

Balzer letöltött egy inVesalius nevű ingyenes szoftvert, amelyet egy Brazília kutatóközpontja fejlesztett ki, hogy az MRI és a CT szkennelési adatokat 3D képekké alakítsa. Ezt használta, hogy létrehozzon egy 3D-s kötetet a Scott DICOM-képeiből, ami lehetővé tette számára, hogy bármilyen szögből megnézze a daganatot. Ezután feltöltötte a fájlokat Sketchfabba, és megosztotta őket az idegsebészekkel az ország egész területén abban a reményben, hogy megpróbálta kipróbálni egy új típusú eljárást. Talán nem meglepő, hogy megtalálta az orvost, akit keresett az UPMC-n, ahol Scott pajzsmirigyét eltávolította. Egy idegsebész beleegyezett abba, hogy mérlegel egy minimálisan invazív műveletet, amelyben Scott bal szemhéjával hozzáférhet a daganathoz, és egy mikrófúróval eltávolítja azt. Balzer a 3D nyomtatáshoz alkalmazkodott a kötet rendereléséhez, és néhány teljes méretű modellt készített a Scott koponyájának első részéről a MakerBot-on. Ahhoz, hogy segítséget nyújtson a sebésznek a mikro-fúrási ötletének megtervezésében és tervezze meg az eljárást, Balzer az egyik modellt csomagolta, és Pittsburgh-ba szállította.

Ez a 3D-s nyomtatás segített az orvosoknak új, minimálisan invazív műtétet tervezni a Scott meningioma eltávolítására.

Balzer tudatlanul úttörődött azzal, amit a kutatók az új orvosi innovációs laboratóriumban (Austin, Texas) megjósolnak majd hamarosan az ellátás alapjaként. A 3D-s nyomtatás használata az eljárások tervezéséhez és a betegek diagnózisainak megmagyarázásához „az új normál lesz” - mondja Dr. Michael Patton, a Lab vezérigazgatója, amely 2014 októberében indult azzal a céllal, hogy új ötleteket teremtsen az orvostechnikai eszközökre és technológiák piacra kerülését. Patton szerint az ajtók nyitva állnak a kreatív gondolkodókkal, mint például Balzer, és rámutat arra, hogy a 3D nyomtatás felgyorsíthatja a gyógyszer-, eszköz- és eszközfejlesztés folyamatát. „Ami most már 3D-s nyomtatással elvégezhető, olyan, mint amit a szoftvervilágban megtehetsz: a gyors iteráció, gyors sikertelen, gyorsan kap valamit a piacon” - mondja Patton. „Kinyomtathatja a prototípusokat, majd kinyomtathatja a modelltesteket, amelyeken tesztelheti a termékeket. Lehet, hogy kiküszöbölheti az állatkísérletek szükségességét, és ezt a bizonyítékot megteheti, mielőtt kiterjedt betegvizsgálatokat végeznek.

A kísérletek, tesztek és tanulmányok kulcsfontosságúak: az Medical Innovation Labs egyik fontos szerepe, hogy segítse a találmányok irányítását a szabályozási folyamaton keresztül. „Ez kiterjedt és nehézkes” - mondja Patton, és sok ok jó ötlet, hogy soha ne tegye le a koktélszalvéták hátoldaláról. De Patton nem számít semmilyen szabályozási problémára a 3D nyomtatott modellek használatával a sebészeti tervezéshez, és azt jósolja, hogy az egyszerű szkenneléssel és nyomtatással kapcsolatos egyéb előrelépések viszonylag könnyen kerülnek piacra. „Ez része az új határnak a szkenneléssel és a 3D nyomtatással, és nem látjuk azokat a szabályozási akadályokat, amelyeket az implantátumoknál látnánk” - mondja Patton. Várja, hogy képes lesz egy törött csontot szkennelni otthon és kinyomtatni egy lélegző öntvényt.

Közvetlenebb, de nem kevésbé fantasztikus, egy kézi orvosi képalkotó berendezés, amely ultrahang-szkennereket használ 3D kép készítéséhez - nincs szükség MRI-re - és küldje el őket egy felhőszolgáltatásba, ahol az orvosok hozzáférhetnek az egész világra. A Butterfly Network nevű indítás nemrégiben 100 millió dollárt kapott az eszköz és a felhőeszköz létrehozására, amely felismeri és automatikusan diagnosztizálja bizonyos szabálytalanságokat, mint például a születendő magzat szájpadja, és idővel tanul. Ahogy egyre több szkennelés kerül feltöltésre, több diagnózis automatizálása is lehetséges.

Patton azt mondja, hogy még izgatottabb, ha együttműködik a feltalálókkal és a döntéshozókkal, mint az orvosi területen dolgozó szakértők. „Olyan sok embert képeznek, hogy fejüket lefelé tartsák, és arra összpontosítsanak, hogy gyakorolják az orvost” - mondja -, és néha nem gondolják, hogy miért csinálnak valamit bizonyos módon, vagy hogyan tehetnék őket másképp. elsődleges példa. A 3D-s szkennelés és nyomtatás lehetővé tette a high-tech egészségügyi ellátás elérhetőségét, de lehetővé tette számára, hogy befolyásolja az orvosi intézmény fejlődését. Ez, amint azt Patton mondja, egy radikális új modell az orvosi innováció számára.

Valójában Balzer kifejlesztett egy gyógyászati ​​felhasználásra szánt terméket, amely hasonlít a Butterfly Network eszközhöz, kombinálva a hordozható 3D-s szkennelést az orvosok és a betegek platformjával, hogy megosszák a képeket biztonságos (HIPAA-kompatibilis) felhőszerver segítségével. Ő is egyre inkább az oktatásra összpontosít, és egy podcastot hívott Minden dolog 3D, amelyen gyakran felkéri az orvosokat, hogy beszéljenek. Nemrégiben ingyenes szemináriumot szervezett a 3D-ről az orvostudományban. - Most már nagy üzenetem az, hogy ez a cucc ott van, és sok ez ingyenes - mondja. „Az első dolog az, hogy megkapjuk a szót, hogy a kezed nem kötődnek. Haverodnak van egy 3D-s nyomtatója? Használd."

Scott volt a tumor eltávolítása az UPMC-ben 2014 májusában egy kis nyíláson keresztül a bal szemén. Az idegsebész felfedezte, hogy a daganat elkezdett összezsugorítani a látóidegét, és elmondta neki, hogy ha hat hónapot várt volna, súlyos és esetleg tartós lebomlása lett volna. Az eljárás nyolc órát vett igénybe és a tumor 95% -át eltávolítottuk. Három héten belül visszatért a munkába. Balzer azt mondja, hegei csak neki láthatók.


Nyomtassa ki sajátját

Nyomtatni akar a te orvosi kép? Kérdezze meg orvosát a DICOM fájljairól, és töltse le a 3D Slicert. Ezután használja a Régió növekvő eszközt a kép szegmentálásához. Kivonjon egy 3D hálót a felületről, kivéve STL-ként, és a ParaView segítségével egyszerűsítse azt egy kezelhető számú háromszögre. További részletek megtekintéséhez nézd meg Hogyan kell 3D nyomtatni az orvosi vizsgálatot itt vanTedd :.




Lehet, Hogy Érdekli

A gömbök zenéjével

A gömbök zenéjével


Boldog asszony

Boldog asszony


3 A sikeres polgári tudomány szabályai

3 A sikeres polgári tudomány szabályai


Unblenderek, dremelfugák és optikai csipeszek

Unblenderek, dremelfugák és optikai csipeszek