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  • 医疗新趋势 | 助人之时 彰显三维力量
  • 本站编辑:杭州思看科技有限公司发布日期:2020-11-09 09:18 浏览次数:

近期,英国的曼彻斯特医院在进行iReal三维扫描仪用于面部修复整形的实验,获得了不错的结果。

还有一些医院、机构将iReal三维扫描仪引入了脊柱矫形治疗、假肢定制流程当中。三维扫描已经在医疗健康领域展现了广泛的应用前景。医学上一直有获取患者身体数据用于诊断和治疗的需求。我们熟悉的X射线、CT、超声核磁共振成像(MRI)就是用来获取患者身体内部的3D图像,与之相对的,三维扫描则是用来获取身体外部的数据信息,包括人体部位3D模型、尺寸、体积、表面积等。这些信息可以用来为患者个性化定制医疗制品,如假肢、假体、康复护具、矫形支具等。


 


人体表面三维数据的获取有几个关键词,安全舒适、非接触、高效精准。安全舒适是三维扫描应用于人体的首要条件,如果一项技术无法保证绝对安全,那么它在法理情理上都不能用于人体。其次,人体表面轮廓复杂且富有弹性,医学三维扫描常常需要患者裸露诊疗部位,甚至有些患者有严重创伤,这些都决定了人体表面三维数据的获取适用非接触式测量方法。高效精准则是为患者提供诊疗服务的必要条件。高效意味着尽量少消耗患者的额外精力,精准意味着扫描结果的准确性和一致性,个性化定制的假肢、假体、康复护具等与患者自身特征无缝贴合。




思看科技的iReal彩色扫描仪采用Class1级别的LASER,对人体无任何伤害,红外光源人眼不可见,扫描过程舒适简单。扫描时无需贴点、无需接触,高精度保证了扫描结果的准确性。支持无光扫描、暗黑环境扫描,自动去除人体晃动叠层。数据与矫形设计软件、3D打印、雕刻机无缝对接,完美符合医学领域人体三维扫描的各项要求。


01 曼彻斯特医院面部修复整形


“与我们尝试过的其他系统相比, iReal满足了医院环境中的所有要求和应用。”曼彻斯特医院的康复专家Olive Burley如此评价iReal三维扫描仪在面部修复整形实验中的表现。iReal可以在几分钟内完成患者头部的高质量扫描,眉毛、细纹、皱纹和眼睛位置等详细特征,以及它们各自的色素和颜色也都会被采集,把这些数据导入专业的设计软件即可为患者量身定制所需假体。以隆鼻手术为例,术前,通过三维扫描为患者匹配定制型假体,就假体植入效果方案三维视图与患者沟通,并且保留该病历的手术方案;术后,将患者真实体表数据与手术预案对比,这种数字化面部整形的方式兼具创新性和临床实用性,能够让隆鼻手术更加精细、精准。



由于面部尝试结果不错,Olive Burley表示,“我们正在考虑将iReal用于身体其他部位的修复整形。”

 

02 脊柱矫形应用


昆明市数字骨科医疗技术中心把iReal三维扫描仪运用到了脊柱侧弯的治疗中。脊柱弯曲异常是危害青少年健康的常见疾病之一,我国的脊柱弯曲疾病又以脊柱侧弯为主,占比82%。支具矫形是治疗中度特发性脊柱侧弯最有效的保守办法,目前脊柱侧弯支具多为手工定制,有繁琐的阳模、阴模、矫形器实体的制造过程,生产周期较长。而iReal三维扫描仪与3D打印的结合,让支具的生产更加高效,iReal的无光扫描模式能降低患者的心理不适感。尤其是对特殊性心理疾病患者,无光扫描显然更加人性化。三维扫描定制脊柱支具的大致流程为,获取患者的医学影像(X片、CT等)→患者信息录入、体态测量、三维扫描获取数据→结合医学影像与三维扫描数据分析规划(测量需要矫正的补偿角度,通过位移计算相应压力)→软件设计支具(下压、拉伸、光顺等)→设计模型与X光片及数模进行模拟适配→3D打印支具→支具打磨处理,穿魔术贴固定扣→患者佩戴支具,适时调整。


 

医生手持扫描仪进行扫描

(此为示例图,实际诊断过程需要患者净体扫描,不予展示)


 

医学影像与3D扫描数据


 

全长X片测量,确定支具外形范围

X片与3D扫描数据配准


 

3D软件设计矫正支具


 

设计模型与X光片及3D扫描模型进行模拟适配


 

患者佩戴3D打印支具


相较传统方法,这样定制出的更加符合人体工程学,贴合性好,提高了佩戴者的舒适度。

 

03 假肢应用


假肢领域是当前三维扫描应用较为成熟的一块。东莞理工学院3D打印与智能制造研究中心利用iReal三维扫描仪开发了一整套假肢三维解决方案:扫描患者残端三维数据,再扫描常规假肢的整套构件,两个数据实时装配模拟;应用工程有限元分析软件分析患者残端静态、动态的受力范围及下肢力线;确定设计方案后用3D打印机打印制作假肢接受腔,为医学工作者和患者提供更科学、更个性化的治疗康复方案。

Step1:使用iReal非接触三维扫描残肢,获取残肢三维数据


 


Step2:关节结构设计,使用高性能复合材料3D打印


 


Step3:尼龙3D打印成品假肢,关节仿生装置组装


 

 


04 医疗康复综合解决方案


当然,思看不只提供三维扫描服务,扫描之后如何设计才是客户最关心的。iReal 的3D扫描数据可以与3D打印机(如sls打印机)、设计修型软件、雕刻机等无缝衔接,为康复客户提供综合解决方案。

下面以常用设计软件Rodin4D为例,演示使用过程。Rodin4D是一款专业针对假肢、矫形器设计修型的CAD-CAM系统,由假肢矫形师参与设计研发,可基于3D扫描仪获取的数据进行三维模型设计。软件内置了不同假肢、矫形器基本类型,能对人体三维模型进行参考线对线调整。内置了半径、复制、合并、平移、扭曲、弯曲、拉长、镜像、平衡、反射、假肢尺寸、矫形器尺寸、区域、区域平滑、平滑垂直切割、翻转、水平切割、工具的导入等丰富修型工具。此外,还内置了超过25种仿真修型工具,例如:石膏锉、石膏调刀、石膏砍刀、砂纸等近似于实践手动效果的工具,简单易用,让矫形技师能够快速上手使用。


 


小结


 

人体构造精密复杂,三维扫描能在较短的时间内获取极为精细丰富的数据,可为患者量身定制假肢、假体、康复护具、矫形支具等医疗制品,做到精确匹配,满足患者的个性化需求。当然,三维扫描在病情评估、基础研究、临床教学等医学其他领域的探索也在进行之中,相信随着技术的不断进步,三维扫描会在医学上做出更大贡献,为患者提供更加高效精准的治疗方案。

 

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