外科病院研究における3Dプリントの利点

出典: Ultimaker

3D プリンティングは医療分野でますます利用されるようになっており、外科医が美容整形手術を正確に計画するのに役立つ応用例も数多くあります。現在、病院では命の危機に瀕した患者の治療に3Dプリントを活用する可能性を調査している。

ETZ (Elisabeth-TweeSteden Ziekenhuis) は、オランダにある 11 の外傷センターのうちの 1 つです。国内で唯一、24時間体制で外傷外科医を常駐させているセンターであり、北ブラバント州の救急患者の主な受け入れ拠点となっている。 3Dプリントはすでに骨折の視覚化に使用されているが、先駆的な研究者たちは外傷患者の治療にも使用できると考えている。

ETZ 外傷外科医の Mike Bemelman 医師は、2016 年にはすでに 3D プリントの可能性に気づいていました。彼らは、医学博士、外傷外科医のラース・ブラウワース氏、外傷外科医のコーエン・ランシンク氏とともに、従来の技術や他の新技術と比較した 3D プリントの利点と有効性を調査し始めました。アイデアは、骨折のスキャン画像を3Dプリントし、手術前に外科医と患者に各症例の鮮明な画像を提供することです。

3Dプリント以前<br /> 手術の準備として、外科医は患者の CT スキャンを分析します。経験豊富な外科医であっても、それぞれの状況を正確に理解するのは難しい場合があります。 CT スキャンは 3D 再構成に変換され、外科医はコンピューター画面上で仮想検査を実施できるようになります。これにより、各症例の理解が容易になりますが、外科医がモデルを配置するのが難しい場合があり、2D 画面で 3D 再構築を表示すると、実際の奥行き感が欠けるという制限もあります。

骨折した骨を3Dプリント
ラース氏は、Ultimaker を使用して骨折した骨の構造を印刷し始めました。これにより、外科医は骨折を観察するだけでなく、触ったり回転させたりして分析できるようになり、手術計画プロセスに重要な付加価値がもたらされました。水溶性 PVA サポート材料を使用することで、小さな空洞や重要な詳細を含む複雑な有機形状を正確に複製できます。

3Dプリントプロセスの使用<br /> 3D プリントを導入する際の課題の 1 つは、DICOM ファイル (CT スキャン用の独自のファイル形式) を 3D プリント可能な STL ファイルに簡単かつ効率的に変換する方法を見つけることです。 Lars 氏は、Philips IntelliSpace Portal を使用して、スキャンした 3D モデルを直接エクスポートし、それを Ultimaker Cura で準備してから Ultimaker 3 に送信することができました。

CT スキャンデータから骨折の 3D モデルを印刷します。
患者にとってのメリット<br /> 患者の状態が安定した後、医師が診断を下せるように CT スキャンが行われます。 CT スキャン情報は 3D プリントスタジオにいるラースにすぐに提供され、患者の骨折した骨の構造のプリントを開始できます。 3Dプリントは1日以内に完成し、外科医が手術を計画し、手術前に患者に手順を説明するために使用されます。

議論の手順私たちの目的は、3D プリントが寛骨臼骨折の分類に付加価値をもたらすかどうかを調査することでした。私たちの研究から得られた最も重要な結論は、3D プリントには付加価値があるということです。

ラースの発見 患者が骨折した場合、医師はX線または2D CTスキャンを分析し、適切な治療を決定します。状況をより深く理解すればするほど、正しい手順をより正確に決定することができます。外科医は、カッパスコアと呼ばれる合意スコアリングシステムを使用して解決に達します。平均すると、従来の 2DCT 画像を使用した経験の浅い外科医のカッパスコアは約 0.2 でした。長年の経験を持つ外科医のカッパスコアは約 0.4 です。ラース氏は、外科医が 3DCT、3D プリント、VR 視覚化などの他のテクノロジーを使用した場合の一致スコアを研究しました。 3D プリントモデルを使用することで、初心者と経験豊富な外科医の両方が 0.6 ～ 0.7 のカッパ値を達成し、すべての方法の中で最高スコアを達成しました。

外科医間の一致度を測定するためにカッパ係数が使用されました。カッパスコアの増加は、意思決定プロセスに対する 3D プリントの付加価値を示しています。この研究を通じて、ラース氏は、3D プリントが患者満足度、手術満足度、手術時間、患者の健康関連の生活の質に付加価値をもたらすことができることを実証したいと考えています。

出典: Ultimaker

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