Tạo các bộ phận chỉnh hình và chân tay giả tối ưu với Artec Eva và Spider

Ngày tạo: 24/08/2020 10:27:42 SA

Cần có chuyên gia chỉnh hình và chân tay giả để tìm ra giải pháp quét 3D tốt nhất nhằm tạo ra các sản phẩm O&P chính xác nhanh hơn đồng thời giảm chi phí sản xuất tổng thể.

Thị trường chỉnh hình và chân tay giả (O&P) toàn cầu ước tính đạt 8,15 tỷ đô la vào năm 2017. Con số này đang tăng lên trên toàn thế giới hàng năm do dân số già, sự gia tăng các chấn thương liên quan đến thể thao và thể dục, cũng như gia tăng số lượng bệnh tiểu đường- liên quan đến cắt cụt chi và ung thư xương. Đến năm 2050, số người từ 60 tuổi trở lên dự kiến sẽ tăng gấp đôi, tăng vọt từ 962 triệu người vào năm 2017 lên 2,1 tỷ người vào năm 2050.

Khi nhu cầu đối với các sản phẩm O&P tăng cao, các kế hoạch y tế của chính phủ và các công ty bảo hiểm đã xem xét kỹ lưỡng các yêu cầu bồi thường hơn bao giờ hết, không chỉ đơn giản là thanh toán như trước đây. Điều này có nghĩa là đối với các chuyên gia O&P là biên lợi nhuận chặt chẽ hơn và tập trung vào việc cung cấp các giải pháp vừa rất cần thiết vừa không có sẵn trên quầy.

Một trong những thực hành O&P như vậy là bộ phận chỉnh hình & chân tay giả Hagen ở Willmar, Minnesota. Chủ sở hữu, Warren Hagen, một cựu chiến binh và được chứng nhận về Orthotist và Pedorthist, đã tập trung và đam mê để cung cấp các giải pháp O&P tốt nhất cho bệnh nhân của mình. Ông tin rằng công nghệ đóng một vai trò quan trọng trong việc này, bởi vì những gì đã hoạt động trong nhiều năm không phải lúc nào cũng hoạt động tốt nhất. Hàng ngày, với sự tham gia chặt chẽ của anh ấy trong mọi khía cạnh của hoạt động của mình, anh ấy luôn tìm cách để làm cho sản phẩm và dịch vụ của họ tốt hơn ngày trước.

Điều này đưa chúng ta đến với tính năng quét 3D. Điều tưởng chừng chỉ là giấc mơ của người hâm mộ khoa học viễn tưởng cách đây vài năm đã trở thành hiện thực. Bệnh nhân ngồi xuống, thư giãn và có chân hoặc bàn chân hoặc cánh tay hoặc các bộ phận cơ thể khác được quét bằng máy quét 3D cầm tay. Quá trình này thường chỉ mất từ 2 đến 5 phút. Sau đó, những bản quét này được chuyển đổi thành các mô hình 3D dành cho máy in 3D hoặc một bộ định tuyến chuyên dụng có thể “khắc” ra khỏi bọt EVA và các vật liệu khác. Tất cả điều này được thực hiện ngay tại văn phòng. Và mức độ chính xác, tiết kiệm chi phí và chất lượng của sản phẩm đã rất đáng chú ý.

Warren Hagen cho biết: “Với mỗi bước từ máy quét đến sử dụng bộ định tuyến, tiết kiệm thời gian ít nhất là 30%, và về lâu dài, tổng tiết kiệm chi phí đã vượt quá 30%”.

Nhưng không phải lúc nào cũng như vậy. Họ đã sử dụng nhiều máy quét 3D khác nhau trong nhiều năm, chẳng hạn như Amfit, nhưng sau khi nghiên cứu kỹ lưỡng, cuối cùng họ đã quyết định sử dụng Artec Eva và Spider, hai máy quét 3D màu chuyên nghiệp nổi tiếng với việc sử dụng trong các lĩnh vực y tế, khoa học và các ngành công nghiệp khác . Cả hai máy quét đều sử dụng ánh sáng có cấu trúc an toàn 100%, làm cho chúng hoàn hảo cho lĩnh vực y tế, cho kỹ thuật viên cũng như bệnh nhân. Eva đã được mua từ Laser Design của người bán lại được Chứng nhận Vàng và Spider từ Người bán lại được chứng nhận Rapidscan 3D.

Hagen cho biết: “Mỗi máy quét Artec của chúng tôi đều cung cấp cho chúng tôi khả năng tạo ra các mô hình đáng kinh ngạc để làm việc cùng,“ Eva là thiết bị tốt nhất để làm việc với các bộ phận cơ thể lớn hơn và Space Spider hoàn hảo cho các mô hình đúc và nhỏ hơn, chi tiết hơn các dự án. ”

Trước đây, khi nói đến thiết kế các sản phẩm O&P, trước khi quét 3D, điều đó có nghĩa là sử dụng thạch cao và sợi thủy tinh để tạo phôi cho bệnh nhân. Mặc dù những công nghệ này chắc chắn vẫn là một lựa chọn nếu cần, nhưng chúng rất lộn xộn và tốn thời gian, với việc đúc thạch cao trung bình mất 200% đến 500% thời gian để thực hiện quét 3D kỹ thuật số chính xác (2-5 phút cho một lần quét , so với 11 phút cho một diễn viên). Tiết kiệm chi phí cũng ấn tượng không kém, với một dàn diễn viên trung bình tốn hơn 50 đô la tiền vật liệu, chưa kể chi phí lao động liên quan đến việc tạo ra nó. Trong khi chi phí quét 3D chỉ bằng một ít đô la so với.

Hagen nói: “Nhiều bệnh nhân của chúng tôi là người lớn tuổi và việc phải ngồi yên để bó bột không phải là điều gì đó quá thoải mái đối với họ, và đó là nơi Eva và Space Spider thực sự tỏa sáng… chỉ cần ngồi yên trong vài phút thôi cũng khiến một sự khác biệt lớn về mức độ thoải mái của họ. ”

Và trong những năm gần đây, sự gia tăng sự hài lòng của bệnh nhân đã tăng từ “hài lòng” lên “tận tâm”. Hagen giải thích, “Bệnh nhân của chúng tôi nhanh chóng nhận ra rằng đây không đơn giản là thứ họ có thể mua qua quầy… mà là một sản phẩm tùy chỉnh được thiết kế chính xác cho họ, được tạo ra để hoàn toàn phù hợp với giải phẫu và lối sống của họ, và nó sẽ tồn tại lâu dài. Vận động rất quan trọng, đặc biệt là khi chúng ta già đi. Và chúng tôi đang trả lại điều đó cho họ, với sự thoải mái thực sự. Họ đang nói với bạn bè và gia đình của họ về điều này. "

Quá trình làm việc hiện tại trông như sau: bệnh nhân đến và được đánh giá, bao gồm khám sức khỏe, bằng lời nói, tiền sử bệnh nhân, v.v.; sau đó cánh tay hoặc chân hoặc bộ phận cơ thể khác của bệnh nhân được quét bằng Eva hoặc Space Spider, nơi quá trình quét được thực hiện trực tiếp trong Artec Studio, nơi các bản quét được ghép lại với nhau và xử lý thành mô hình 3D, và trong trường hợp quét chân, mô hình này được gửi dưới dạng tệp STL tới Fitfoot360 (một chương trình thiết kế chỉnh hình tùy chỉnh) hoặc tới Meshmixer cho các bộ phận cơ thể khác (chân, tay, v.v.) và sau một trong hai bộ phận đó, mô hình 3D được gửi trên vào phần mềm Aspire để chuẩn bị mô hình 3D để khắc, sau đó vào bộ định tuyến Freedom để khắc.

Mô hình 3D cuối cùng cũng có thể được gửi đến Simplify, để in 3D. Trong trường hợp chỉnh hình, sau khi khắc, nắp trên được dán lên và sản phẩm đã sẵn sàng được đưa đến bệnh nhân để lắp. Về in 3D, cơ sở cũng thường xuyên thiết kế, tạo nẹp chân, cổ tay, bàn chân, bàn tay.

“Mức độ chính xác mà chúng ta đang nói đến là không thể đánh bại, và thực tế là chúng tôi có thể cung cấp nó mọi lúc, không cần nghi ngờ, là điều mà chúng tôi không thể bỏ qua,” Hagen nói, “Và việc quét bằng Eva và Space Spider là dễ dàng như 1-2-3, nơi bạn nhìn thấy quá trình quét ngay trên màn hình trong Artec Studio, vì vậy bạn biết chính xác rằng quá trình quét của bạn đang thu thập tất cả dữ liệu, vì bạn thấy nó diễn ra trong thời gian thực. "

Họ cũng đã sử dụng Eva và Space Spider cho một quá trình mà họ đặt tên là “Shell Offset”. Điều đó đòi hỏi là quét phần cơ thể cụ thể, chẳng hạn như cánh tay hoặc chân, sau đó gửi mô hình 3D tới một chương trình chẳng hạn như Meshmixer. Ví dụ, nếu một bệnh nhân bị gãy tay phải, thì cánh tay trái của cô ấy sẽ được quét Eva (Space Spider được sử dụng cho các bộ phận cơ thể nhỏ hơn), vì cánh tay trái là chi thẳng. Trong phần mềm, chi này sau đó được “nhân đôi” để bây giờ trông giống như cánh tay phải của bệnh nhân. Điều này tạo ra mức độ đối xứng mong muốn với cả cánh tay trái và phải.

Từ đó, mô hình 3D của cánh tay mới được sửa đổi để loại bỏ bất kỳ khuyết tật nào hoặc bổ sung phần tích tụ của cánh tay ở những vùng xương ống hoặc gần khớp. Điều này là để thêm các điểm thoải mái vào nẹp sau khi nó được in. Từ điểm này, "vỏ" được tạo ra bằng cách tạo một bản sao kỹ thuật số của cánh tay và tăng kích thước bù đắp lên bất kỳ độ dày mong muốn nào được gọi. Kích thước của chi kỹ thuật số 3D được phóng to theo các tọa độ x, y và z. Sau đó, cả phần chi đã sửa đổi và phần vỏ Shell đều được chọn trong phần mềm, để tạo phần vỏ / nẹp rỗng bằng cách sử dụng lệnh chỉnh sửa Boolean Difference trong Meshmixer.

Hagen cho biết: “Đây là cách chúng tôi tạo ra một lớp vỏ, vỏ, vỏ, v.v. hoàn hảo,“ Chúng tôi cũng làm một số việc như xây dựng các khu vực quan trọng của nẹp để gia cố chống vỡ và chúng tôi cũng sử dụng phần mềm để cắt và cắt các vùng xung quanh mắc cài để bệnh nhân dễ dàng tháo nẹp hơn. Sau đó, chúng tôi gửi nẹp đến máy in 3D của chúng tôi. "

“Niềng răng của chúng tôi được thiết kế để kéo dài nhiều tháng nếu không muốn nói là nhiều năm, tùy thuộc vào việc sử dụng của bệnh nhân, thiết kế của mắc cài và vật liệu được sử dụng. Bộ phận chỉnh hình và chân tay giả Hagen sử dụng chất lượng cao nhất của các vật liệu như EVA, MDF, cũng như các loại nhựa khác nhau như PETG, PLA, Copolymer, polypropylene và PCTPE. “Rõ ràng là một người bà và một vận động viên lót đường nặng 320 pound sẽ cần các loại niềng răng khác nhau và chúng tôi rất vui khi nói rằng chúng tôi có thể cung cấp cho họ hoặc bất kỳ ai, chính xác những gì họ cần, mọi lúc, mọi nơi.”

AFO in 3D (chỉnh hình mắt cá chân) của Warren Hagen và Artec Spider