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醫療激光新聞

3D打印為唇齶裂兒童帶去微笑

星之球科技 來源:Ringier2021-07-13 我要評論(0 )   

Geomagic軟件被應用在各行各業(ye) ,例如為(wei) NASA航天飛機的安全護航,製作個(ge) 性化定製設備免除安裝助聽器帶來的不便。但也許Geomagic軟件為(wei) 生活帶來的最積極影響當屬美國聖地...

Geomagic軟件被應用在各行各業(ye) ,例如為(wei) NASA航天飛機的安全護航,製作個(ge) 性化定製設備免除安裝助聽器帶來的不便。但也許Geomagic軟件為(wei) 生活帶來的最積極影響當屬美國聖地兄弟會(hui) 醫院工程師-醫師團隊的應用,他們(men) 利用Geomagic軟件為(wei) 馬薩諸塞州斯普林菲爾德市的兒(er) 童帶去福音。


工程師Beth Roscoe和Philip Stoddard醫生正在使用Geomagic軟件為(wei) 那些臉部有生理缺陷的兒(er) 童帶來微笑,為(wei) 他們(men) 的家庭帶來微笑。在三維掃描技術的幫助下,Roscoe和 Stoddard已為(wei) 重度唇齶裂的兒(er) 童設計了一種全新的治療方案,能夠在手術之前就降低裂縫寬度,並且不會(hui) 抑製上頜的發育。這一突破是遠見、創新、技術和運氣綜合作用的結果。


尋找更好的治療方法

幾年前,Stoddard從(cong) 鼻-牙槽塑形(簡稱NAM,針對先天性唇齶裂嬰兒(er) 的兩(liang) 種主要術前治療方法之一)研討會(hui) 回來之後,就開始琢磨尋找一種新的治療方案來治療唇齶裂。NAM方法需耗費大量人力,需要牙科實驗室和正畸醫師現場配合。塑形結果取決(jue) 於(yu) 正畸專(zhuan) 家的技能水平。


另一種被稱為(wei) 牙頜麵畸形矯正法(DMA)的治療方法也有其缺陷:需要開刀,通過手術在麻醉情況下將矯正器固定到上顎,而且需要看護人每天擰緊矯正器的螺絲(si) 。有些醫生認為(wei) 這種方法可能會(hui) 阻礙頜骨發育。


Stoddard認為(wei) 一定有更好的治療方式。他在思考,計算機也許是改善寬齶裂術前治療方法的關(guan) 鍵,但他不知道如何通過技術實現這一點。幸運女神青睞了他。Stoddard在聖地兄弟會(hui) 兒(er) 童醫院食堂吃午餐時,偶遇了Roscoe(當時還是修複科的住院實習(xi) 醫師)。在交談過程中,Stoddard了解到Roscoe之前是一名軟件工程師,開發過CAD係統程序。


新治療方案逐漸成形

Stoddard的腦中靈光乍現。Roscoe能使用CAD或CAM軟件係統開發出一種唇齶裂術前治療方法嗎?


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Roscoe願意接受挑戰,從(cong) 一開始她就采用了與(yu) 最終方法非常接近的方法。根據記錄,她提出將患者齶裂石膏模型進行掃描,獲得3D圖形數據,做一個(ge) 矯正後的裂縫模型,在治療開始和結束時將患者裂縫模型插入,減少裂縫的寬度,同時不影響生長發育,與(yu) 此同時采用快速製造係統生產(chan) 一係列矯正設備幫助後期治療。


提出利用一係列設備來輔助適應發育並促使齶裂閉合是一個(ge) 很有創意的想法。“采用一係列矯正器進行治療後,就沒必要每周都對某個(ge) 矯正器進行修正,”Roscoe說道,“該係列裏的每種矯正器都已采用其它方法進行過人工修正。我知道這不是一種A到B的直線型治療方法。矯正器要能夠變形,這樣才能適應尺寸、形狀甚至結構的變化。”


天時地利人和

在所提出的方案中,主要問題就是采用哪款軟件進行三維建模。Roscoe認為(wei) 可以使用掃描數據作為(wei) 參考數據,然後從(cong) 頭開始創建CAD模型。


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在收到方案後,Stoddard讓Peter Fuss來處理這件事,Peter Fuss是一名電氣工程師,也是Geomagic董事會(hui) 成員。當Stoddard把方案展示給Fuss時,Fuss認為(wei) Geomagic是完成這項任務的最佳軟件。


因此Roscoe開始學習(xi) 如何使用GeomagicWrap軟件。“我沒有接受過任何正式訓練,”Roscoe說道,“在Geomagic在線教學課程的幫助下,我自己摸索著掌握了軟件使用方法。”Roscoe對Geomagic軟件的利用證實了Fuss的想法。


“Geomagic能夠完美滿足我們(men) 的需求,可以很容易根據點雲(yun) 創建詳細的3D模型,”Roscoe說道,“這樣我們(men) 就能做出精度很高的矯正器,針對每個(ge) 唇齶裂嬰兒(er) 定製所需的矯正器,這份3D處方對每位患者而言都是獨一無二的。”


齊心協力,夢想照進現實

現在隻剩最後一步了。Bob Morehardt負責生產(chan) 個(ge) 性化訂製的係列矯正器,他是RMB Tool公司(前稱為(wei) Mor-Tech)的老板,這是北美地區第一個(ge) 使用選擇性激光燒結(SLS)係統的快速成型代工公司。


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Roscoe、Stoddard和Morehardt確信能夠使用RMB Tool從(cong) 3D Systems公司購買(mai) 的SLS 3D打印機創建十幾個(ge) 或更多的矯正器模型,以便患者的牙齦能夠回到正常位置,同時也不影響患者正常的生長發育。確定了治療方案和治療技術後便是測試工作。開展測試需要得到醫療行業(ye) 的機構審查委員會(hui) (IRB)的批準。


微笑就是最好的證明

IRB批準了Roscoe和Stoddard的方案,於(yu) 是他們(men) 很快開始給第一個(ge) 唇齶裂嬰兒(er) 的治療。過程非常簡單,包括三個(ge) 基本步驟:

1.掃描嬰兒(er) 的唇部和上顎模型,建立初步的上顎圖形數據。剛開始時使用CMM係統;現在Roscoe 使用ShapeGrabber 三維激光掃描儀(yi) 獲取數據;

2.將唇齶裂模型掃描成三維數據用於(yu) Geomagic Wrap軟件中。一旦Geomagic Wrap中導入了3D數據,就可以快速生成多種矯正器模型,然後進行3D打印;

3.每個(ge) 矯正器都會(hui) 輕柔地將齶裂和上顎用不那麽(me) 痛苦的方式聚集在一起。通過簡單的綁帶將矯正器固定住。將齶裂和上顎固定在一起後,進行小型整形手術就可以讓嘴唇幾乎完美恢複了。


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