Go to ...

Ziare Gorj

ultimele stiri din Gorj

RSS Feed

Cum manechinele printate 3D au devenit eficiente în antrenarea personalului de testare


În Singapore, imprimarea 3D s-a dovedit a fi utilă în timpul pandemiei de COVID-19 prin capacitatea sa de a trece de la etapa de proiectare, la producția la cerere pentru consumabile medicale esențiale, cum ar fi ventilatoare, viziere și alte dispozitive medicale. 

Un exemplu perfect este cazul manechinului medical tipărit în 3D, dezvoltat de Creatz3D & AuMed, care a devenit un mijloc de antrenament eficient pentru recoltarea exudatului în timpul pandemiei COVID-19.

Cu sediul central în Singapore, Creatz3D este un furnizor important de soluții de imprimare 3D, în timp ce AuMed este o companie personalizată de simulatoare medicale, filială a Creatz3D. 

Compania a lucrat cu diverse instituții din sectorul asistenței medicale în crearea de modele realiste și precise pentru planificarea pre-chirurgicală, simularea și demonstrarea procedurilor, produselor medicale.

Sally Chuen, managerul de vânzări și al Creatz3D, și Catherine Chia, inginerul biomedical principal al AuMed, care au fost implicați în proiectul de proiectare și imprimare 3D a manechinului medical au povestit despre importanța proiectului pe care l-au dezvoltat.

Aceștia au răspuns la câteva întrebări importante care să ne ajute să înțelegem cum au creat și mai apoi integrat manechinii 3D.

De ce este nevoie de un manechin medical ca mijloc de instruire pentru colectarea exudatului în Singapore?

În timp ce Singapore a atins valoarea record a celei mai ridicate rate de infecție pe cap de locuitor din Asia cu 34.800 de cazuri pozitive, guvernul a inițiat o testare în masă a 323.000 de lucrători străini pentru a reduce infecțiile în creștere. 

Prin urmare, exista o nevoie crescândă și urgentă de a instrui mai multe persoane pentru a sprijini și a spori eforturile de recoltare a exudatului în aceste vremuri fără precedent.

Testele pentru exudat sunt o parte integrantă a luptei împotriva COVID-19, deoarece determină dacă o persoană este infectată. De obicei, implică inserarea unui recoltor cu tampon în cavitatea nazală sau în gură până la partea din spate și tamponarea pereților prin rotirea ușoară pentru a colecta probe.

Odată cu sporirea cererii de testare cu ajutorul recoltorului pentru exudat, persoanele selectate în acest scop, care de obicei nu posedă cunoștințe medicale, au fost angajate pentru a efectua procedurile. 

Deși sesiunile de instruire sunt efectuate de profesioniștii din domeniul sănătății, există multe provocări în procesul menționat. Videoclipurile de instruire pas cu pas sunt utilizate la scară largă, dar nu sunt eficiente, deoarece le lipsește experiența practică. 

Antrenarea cu un manechin medical s-a dovedit a fi cea mai bună opțiune. 

Manechinele existente pe piață până atunci nu dispuneau de caracteristici reprezentative pentru a facilita executarea celor trei proceduri esențiale: exudat nazal cu turbinat mediu, exudat nazo faringian și exudat orofaringian.

Pe scurt, manechinul medical trebuia să aibă toate caracteristicile anatomice relevante pentru a sprijini executarea celor trei proceduri de tamponare, dar și a reproduce textura realistă și aspectul țesuturilor moi și dure ale omului. Combinarea tuturor acestor elemente permite cursanților să practice și să simuleze procedurile în condiții foarte realiste.

Care sunt provocările în îndeplinirea cerințelor utilizatorului?

Există trei provocări principale despre care aceștia au discutat.

Prima a fost cea în care caracteristicile anatomice specifice solicitate de utilizatori nu au fost ușor de atins:

  1. Toate anatomiile respiratorii esențiale necesare pentru recoltarea exudatelor nazale, nazofaringiene și orofaringiene;
  2. Modelul anatomic trebuie să aibă gura deschisă;
  3. Dimensiunile trebuie să fie compatibile cu recoltoarele medicale utilizate;
  4. Limba ar trebui să se întoarcă atunci când depresorul este ridicat.

A doua provocare a fost aceea că utilizatorul nu avea datele DICOM CT și RMN pentru proiectarea manechinului. 

Acest lucru a adăugat o presiune extraordinară asupra echipelor, deoarece în mod normal, produc replici tipărite 3D ale unui organ sau țesut derivat din seturi DICOM furnizate de către utilizator. 

Cu toate acestea, în acest proiect, nu numai că trebuia să caute informații pentru datele DICOM adecvate din biblioteca DICOM a AuMed, ci și să combine datele din mai multe seturi DICOM (și din diferite modalități) într-unul pentru a crea manechinul medical necesar.

Nu în ultimul rând, deoarece este vorba de eforturi pentru combaterea COVID-19, utilizatorii se așteptau la o perioadă de timp rapidă.

Care a fost procesul de proiectare a manechinului medical?

Dezvoltatorii proiectului susțin că foloseau versiunea medicală a Mimics Innovation Suite (MIS) a Materialise de mulți ani. Acesta a fost alegerea lor pentru  software-ul de inginerie bazat pe imagini medicale utilizate pentru proiectarea manechinului medical. 

Echipa a identificat un set de date DICOM adecvate din diferite modalități (atât CT, cât și RMN) și a segmentat structurile osoase și țesuturile moi care au format cavitatea nazală și o parte a faringelui cu Materialize Mimics.

Au folosit Materialise 3-matic pentru a repoziționa și a scala diferite modele anatomice 3D în pozițiile respective prevăzute într-un cap uman „hibrid”. 

Feedback-ul de la profesioniștii din domeniul sănătății a contribuit la asigurarea unității anatomiei izolate realizată cu acuratețe în software. În cele din urmă, golurile lipsă din spațiul care conținea organele și țesutul au fost umplute cu suprafețe care par reale într-un singur model anatomic.

Pentru a ajuta cursantul la înțelegerea procedurii, modelul anatomic a fost proiectat într-un format transversal care poate fi detașat și recombinat cu ușurință.

Pe lângă reconstrucția modelului anatomic 3D alcătuit complet cu os, piele și mușchi care au folosit Stratasys J750 pentru a permite adăugarea multor materiale și culori într-o singură imprimare care diferențiază părțile anatomiei simulând țesutul moale.

Care este cea mai grea parte a întregului proces de proiectare?

Pregătirea ansamblului pentru fabricarea aditivă multi-material (AM) a fost de departe cea mai provocatoare, susțin ei.

Aceștia au fost nevoiți să optimizeze designul pentru fabricarea aditivă, care vine cu propriile sale principii de proiectare inginerească. În plus, tehnologia și materialul de imprimare 3D pe care le-au folosit au avut un spectru de proprietăți specifice de care trebuie să țină cont designul digital (de exemplu, toleranța necesară pentru componentele flexibile, cum ar fi limba pe mandibula rigidă în timpul imprimării 3D). 

Aici, au folosit caracteristicile de proiectare și fixare în Materialize 3-matic pe scară largă, asigurându-se că toate conexiunile dintre anatomii și conectorii dintre ansambluri au fost bine definite și realizate, înainte de a le exporta pentru imprimare 3D.

Care este impactul Mimics Innovation Suite pentru proiecte de  succes?

Conform celor doi, Mimics Innovation Suite este o suită software destinată modelării 3D organice medicale, mai ales atunci când trebuie să lucrezi cu date derivate din CT sau RMN. 

Cu puterea sa combinată (Materialize Mimics și Materialize 3-matic) în modelarea suprafeței pentru aceste date medicale, oferă posibilitatea de a controla fără efort fișierele până la unitățile (triunghiurile) modelelor anatomice 3D organice, care adesea nu pot fi descrise cu o geometrie simplă (ex. sfere, tije etc.).

Care este timpul necesar de la proiectare la imprimare?

Echipa a reușit să creeze manechine în mărime naturală special pentru antrenamentul de recoltare a exudatului într-un interval foarte scurt de timp, o zi pentru proiectare și trei zile pentru imprimarea 3D și post-procesarea imprimării 3D, comparativ cu câteva luni cu fabricația tradițională.

Care este experiența de utilizare a manechinelor medicale imprimate 3D?

Manechinele tipărite 3D oferă oportunități pentru antrenori de a fi instruiți mai eficient alături de materialele și aranjamentele de antrenament existente (diapozitive de antrenament, sesiuni practice etc.). 

Manechinele sunt de dimensiuni reale, perfecte pentru a fi utilizate recoltoare cu tampon de calitate înaltă. S-a observat că au existat creșteri ale interacțiunilor dintre formatori și cursanți, referindu-se la același manechin tangibil imprimat 3D în timpul antrenamentului.

Prezența tuturor anatomiilor cruciale la manechinul tipărit 3D, permite utilizatorilor să beneficieze de o bună observare și înțelegere a structurilor interne nazale, bucale și ale gâtului care altfel nu sunt posibile cu o persoană reală. De asemenea, mulți utilizatori au fost impresionați de limba spongioasă a manechinului.

Dezvoltată ca răspuns la nevoile de instruire pentru identificarea COVID-19, această criză a evidențiat modul în care vizualizarea și imprimarea medicală 3D este capabilă să se intensifice pentru a se adapta la nevoile utilizatorilor în producerea elementelor esențiale la cerere, într-un timp foarte scurt.

Dacă ești interesat de integrarea acestei tehnologii în industria medicală sau o alta, cei de la Nutechnologies îți pun la dispoziție mai multe modele de imprimante 3D profesionale pe care le poți folosi în proiectele tale și de ce nu pentru a contribui la lupta împotriva COVID-19.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *