Các Nhà Nghiên Cứu Phần Lan Sử Dụng In 3D Để Cải Thiện Kế Hoạch Phẫu Thuật Mũi
Ngày tạo: 29/10/2020 1:58:17 CHMột nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Tampere ở Phần Lan đã thử nghiệm một phương pháp chuẩn bị phẫu thuật mũi mới bằng cách sử dụng in 3D. Với mục đích xác định xem liệu in 3D có thể tái tạo thực tế giải phẫu của khoang mũi và luồng không khí đi qua nó hay không, nhóm nghiên cứu đã tiến hành quét và in một tập hợp các kênh bên trong mũi. Phân tích sâu rộng về các bản in đã chỉ ra rằng có lẽ công nghệ này có thể được sử dụng như một phương pháp nhanh hơn, chi phí thấp hơn để đánh giá tế bào biểu mô.
Lập kế hoạch phẫu thuật
Việc tạo mô hình và in các chi và các cơ quan khác nhau trước đây đã được các chuyên gia y tế sử dụng khi lập kế hoạch cho một ca phẫu thuật có nguy cơ cao. Sử dụng những mô hình này trong giai đoạn quan trọng trước khi phẫu thuật có thể giúp tăng tỷ lệ thành công của quy trình vì nó hỗ trợ trực quan. Ngoài ra, các mô hình in 3D cũng có thể được sử dụng trong lớp học như một công cụ giảng dạy cho các mầm non y khoa mới chớm nở.
Tuy nhiên, theo các nhà nghiên cứu, in 3D vẫn chưa được sử dụng để tạo mô hình các kênh mũi bên trong. Họ cho rằng điều này là do độ phức tạp tương đối của mũi, khiến cho việc duy trì độ chính xác trở nên khó khăn là chìa khóa khi kiểm tra một thứ nhạy cảm như luồng không khí. Thay vào đó, các mô hình 3D của mũi có xu hướng được đúc truyền thống bằng silicone, với vận tốc hình ảnh hạt (PIV) và động lực học chất lỏng tính toán (CFD) được sử dụng làm công cụ phân tích kỹ thuật. Thật không may, việc sản xuất và phân tích các mô hình này là một quá trình chậm, tốn công sức và thường tốn kém - một quá trình mà in 3D hy vọng sẽ thay thế được.
Đo lường của một bệnh nhân và mô hình PLA tương ứng. Hình ảnh từ trường Đại học Tampere.
Các kênh mũi in 3D
Nhóm nghiên cứu bắt đầu bằng cách chụp cắt lớp vi tính chùm tia hình nón (CBCT) của 5 bệnh nhân người lớn bị nghẹt mũi mãn tính. CBCT được chọn do liều lượng bức xạ tương đối thấp so với chụp CT thông thường. Dữ liệu quét được chuyển đổi thành định dạng có thể in 3D bằng MATLAB, sau đó được chuẩn bị và cắt bằng Slic3r. Để duy trì độ chính xác của kích thước nếu có thể, các hỗ trợ đã được bỏ qua và tất cả quá trình in được thực hiện trên máy in 3D Lulzbot Taz 4 với PLA.
Để sau đó so sánh chính xác bản in với mũi của bệnh nhân, các bản quét CBCT của tất cả các bộ phận của PLA đã được thực hiện. Nhìn vào thể tích xoang hàm trên của hai nhóm quét, các phần được in 3D hơi lệch khoảng 1,05 mm khối. Mặc dù điều này được coi là rất gần với phạm vi giá trị thực tế.
Cuối cùng, lực cản luồng không khí của các bộ phận được in được so sánh với sức cản luồng không khí của mũi bệnh nhân. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng một công cụ gọi là Rhinomanometer - một thiết bị được chế tạo đặc biệt cho mục đích này. Việc sử dụng nó trên bệnh nhân rất đơn giản nhưng các bộ phận được in ra đòi hỏi một số khéo léo tự làm, vì vậy các nhà nghiên cứu đã kết nối các ống với mặt sau của các bản in và dán đầu kia vào mũi của riêng họ cho khoa học. Với các giá trị đề kháng tương tự ở cả hai nhóm, nhóm nghiên cứu kết luận rằng phương pháp kênh mũi in 3D chưa từng thấy trước đây của họ cho thấy nhiều hứa hẹn cho việc sử dụng lâm sàng.
Bản quét CBCT của một bệnh nhân và mô hình PLA tương ứng với các phép đo lượng tế bào. Hình ảnh từ trường Đại học Tampere.
Các chi tiết khác của nghiên cứu có thể được tìm thấy trong bài báo có tiêu đề 'In ba chiều của các hốc mũi cho các thí nghiệm lâm sàng'. Nó được đồng tác giả bởi Olli Valtonen, Jaakko Ormiskangas, Ilkka Kivekäs, Ville Rantanen, Marc Dean, Dennis Poe, Jorma Järnstedt, Jukka Lekkala, Pentti Saarenrinne và Markus Rautiainen.
Việc in 3D các mô hình y tế vượt ra ngoài giới học thuật. Nhà cung cấp dịch vụ sản xuất kỹ thuật số Fast Radius và Axial3D, một công ty công nghệ y tế có trụ sở tại Anh, gần đây đã công bố dịch vụ 'DICOM-to-print' mới nhằm vào các bác sĩ phẫu thuật và bệnh viện trên khắp Bắc Mỹ. Bộ đôi có kế hoạch cải thiện việc lập kế hoạch phẫu thuật bằng cách cung cấp các mô hình giải phẫu bệnh nhân cụ thể, chính xác đến từng micro.
Ở những nơi khác, tại Queensland, các nhà nghiên cứu đã công bố một nghiên cứu thách thức tính phù hợp của FDM trong việc tạo ra các bản tái tạo giải phẫu. Nhóm nghiên cứu tuyên bố rằng sự không chính xác và khiếm khuyết trong các bản sao có thể gây hại cho bệnh nhân thông qua việc lập kế hoạch điều trị dưới mức tối ưu và muốn tối ưu hóa quy trình thông qua công việc của họ.
Tags: data design data design viet nam ddv mayin3D congnghein3D in3D
.jpg)
.jpg)