3Dプリントの矯正器具が患者の回復を助ける

張さんのためにカスタマイズされた3D装具モデル。張さん（仮名）は65歳で、1か月前に脳出血で左手に障害を負い、指で拳を握ることができなかった。左手は突然飾り物になってしまい、紙一枚も持てなくなってしまいました。張さんは中大病院のリハビリテーション科で、装具を装着しながら訓練と手技療法を受けた。この装具は普通のものではありません。最新の3D装具であり、張さんは「まず試してみる」人の一人です。スキャン後、左手をプリントアウトしました。フィット感も良く、着け心地も良いです。張さんの5本の指は無事に分離・固定され、手の筋肉の緊張が軽減され、腱の短縮が防止され、将来の手の機能回復に向けた良い基盤が築かれました。

患肢の3Dスキャン
3Dは私たちの生活や医療分野に深く根付いています

3Dメガネ、3D耳、3D膝関節、3D胸骨... 3D技術は私たちの生活に入り込み、医療分野にまで浸透し、今では3D矯正器具も登場しています。 3D スキャナーは患者の手足の 3D 形状をシステムにスキャンし、そのデータに基づいて 3 次元モデルを設計し、必要な装具を直接印刷します。さらに驚くべきことは、患者のCT検査やMRI検査のデータもシステムに入力して、より正確に装具をカスタマイズできることです。この3Dプリント技術は「彫刻の名人」とも言えるものですが、それ以前は、ブレースを作るのはそれほど簡単ではありませんでした。

趙勇院長：リハビリテーション技術者、国家認定義肢装具製作者、東南大学付属中大病院リハビリテーション医学科義肢装具研究開発センター所長、中国リハビリテーション医学協会リハビリテーション治療専門委員会リハビリテーション補助器具グループ会員。特発性側弯症の整形外科治療、骨関節リハビリ装具の臨床応用、火傷や整形外科手術後の整形外科治療を得意としています。

伝統的な矯正器具の製作には、石膏包帯に印をつけたり、切ったり、デザインしたりする作業が必要で、裁縫に似ています～～
左は石膏の正型、右は伝統工芸で作られた装具です。趙勇所長によると、伝統工芸で装具を作るには、石膏の負型を取り、石膏の正型を流し込み、正型を整え、半完成の装具を作り、患者のサンプルを取り、修正して完成させるといういくつかのステップを踏む必要があるとのことです。
石膏包帯を浸した後、患肢に3～4層に巻き付けます。固まると、患肢の中空型（ネガティブ型）ができます。力に耐えられない場所や強度を上げる必要がある場所にマーカーで印を付けます。それを固体型（ポジティブ型）に流し込むと、患肢の立体形状が得られ、先ほど付けた印もポジティブ型に印刷されます。矯正専門医は、実際の設計に基づいて装具のサンプルを作成し、患者の装着体験に基づいて形状を修正します。
3Dプリント技術はリハビリ装具の分野に「革命」をもたらしたと言えますが、本来の「彫刻家」や矯正医は依然として重い責任を負っており、3D装具の構造や材料についてデザイナーと協議し、確認する必要があります。

従来の側弯症用ブレース（上）と 3D ブレースの比較
1. スピード
3D 矯正器具はスキャン後すぐに印刷できますが、従来の矯正器具の製造では、まず中空のモデルを取り、それを固体の形に流し込む必要があります。患者が半完成品を試着した後、再度研磨して修正する必要があり、当然時間がかかります。たとえば、足首と足の装具を従来の方法で製造するには 3 日かかりますが、印刷には 6 ～ 7 時間しかかかりません。

2. 従来の矯正器具よりも精密で、石膏包帯から陰と陽の形状、そして完成品に至るまで、すべて矯正医の手作業に依存しています。力と圧力が必要な場所にマーカーで印を付けてから転写します。すべての調整の後、ある程度の誤差は避けられません。 3D ブレースは患肢を直接スキャンして印刷され、CT や MRI の検査データと組み合わせてさらに高い精度を実現することもできます。

3. 比較効果 3Dブレースは精密に設計・製造されているため、フィット感が向上し、どの部分に十分な強度を与えるべきか、どの部分に重点を置いてサポートすべきかをより正確に把握できるため、患肢をより人道的に固定できます。

4. より快適従来の矯正器具の製造工程では、通気性を高めるために矯正器具に小さな穴がいくつか開けられます。 3D ブレースが正式に印刷される前に、さまざまな形状の穴を設計できます。穴の形のものもあれば、細長いものもあります。これにより、ブレースの重量が大幅に軽減され、着用時の快適性と通気性が向上します。

5. 従来のブレースと比較すると、外観はよりシンプルで、穴の開いた白いプラスチックです。 3Dブレースは、患者のニーズに応じてさまざまな色でカスタマイズできます。成熟するにつれて、漫画のパターンのブレースを幼児向けにカスタマイズすることもでき、退屈なリハビリに興味をそそります。

アンタークティックベアは、近い将来、3Dプリント医療機器が全身のカスタマイズを実現すると予想している。

現在、中大病院では、脳卒中後の手のけいれん、足の垂れ、足の内反を患う患者の手、足首、足を固定するために、3Dブレース印刷技術が採用されています。数人の患者が装着後、良好な結果を得ています。次のステップは、側弯症、脊椎損傷などの患者向けにブレースをカスタマイズすることです。技術が成熟するにつれて、身体の各部位の装具のカスタマイズが実現し、カスタマイズの適時性が継続的に向上し、骨折患者の適時固定が実現し、リハビリ患者にさらに人道的なリハビリ支援と経験をもたらすことが期待されます。南極熊3Dプリントネットワークにご注目ください。
出典：東南大学附属中大病院さらに読む：
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