Idee zur Implementierung: Taktische Probleme – Drucker- und Materialauswahl

(23. Januar 2017)

Dr. Hui Jenny Chen und Michelle Gabriel, MS , MBA

(Dieser Blog wurde aus unserer jüngsten Veröffentlichung A Roadmap from Idea übernommen zur Implementierung: 3D-Druck für die präoperative Anwendung: Betriebsmanagement für den 3D-Druck in der Chirurgie )

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Drucker- / Materialauswahl:

Für Umfassende Listen der Druckverfahren / Drucker und Materialien, die für den 3D-Druck im Gesundheitswesen verwendet werden. Die Leser können sich auf unser -Buch beziehen oder später in diesem Monat zurückkehren, um eine aktualisierte Liste anzuzeigen.

1. Drucker:

Zu den wichtigsten Leistungsmerkmalen bei der Auswahl von Druckern gehören die folgenden [36] :

– Geschwindigkeit

– Auflösung

– Autonome Operationen

– Benutzerfreundlichkeit

– Zuverlässigkeit

– Wiederholbarkeit

– Material- / Multimaterialfähigkeit

Von dieser Liste ist die Geschwindigkeit das wichtigste Problem für den präoperativen Einsatz, da das Modell möglicherweise benötigt wird Seien Sie dringend, aber das Drucken dauert normalerweise Stunden und manchmal Tage. Die Verbesserungsmethoden variieren je nach Prozess und umfassen das Ändern der Druckkopfbewegung von einer kartesischen zu einer Delta-Konfiguration (die kürzere Wege von einem Punkt zum anderen ermöglicht), die Optimierung der Bewegungen des Lasers und die Verwendung von Komponenten höherer Qualität. Von besonderem Interesse sind auch die Mehrmaterial- und Mehrkopffähigkeiten. Zum Beispiel können Modelle des Herzens mit farbcodierten Teilen wie Venen, Arterien usw. schneller hergestellt werden, wenn die Schnitte nicht stückweise hergestellt werden. Modelle für die chirurgische Praxis erfordern häufig Materialien mit unterschiedlichen haptischen Eigenschaften und würden viel schneller hergestellt, wenn das vollständige Modell erneut auf einmal und nicht stückweise hergestellt werden könnte.

2. Materialien :

Es gibt nur eine Handvoll 3D-Druckmaterialien, die biokompatibel sind und leicht sterilisiert werden können. [47] Eine Vielzahl von Materialien mit unterschiedlicher Festigkeit, Elastizität, Farbe / Transparenz bietet zusätzliche Vorteile für präoperative 3D-Drucke. Zusätzlich zu den hinzugefügten Materialien werden sich neue Sterilisationstechniken, die keine Hochtemperatur- oder toxischen Chemikalien erfordern, und Techniken, die weniger Zeit erfordern, in Zukunft als nützlich erweisen.

Derzeit produzieren verschiedene 3D-Druckerhersteller auch 3D-Druck Materialien vermutlich optimal für ihre Drucker. Daher sollte die endgültige Kaufentscheidung mit den aktuellen und potenziellen zukünftigen Anwendungen beginnen, für die die Drucker bestimmt sind.

Drei Fragen müssen beantwortet werden:

1) Primäre Anwendungen des 3D-Drucks – Die Anforderungen an Auflösung, Farbe und Textur eines Modells für konzeptionelle Zwecke oder das Prototyping von Geräten sind erheblich geringer als Ein Modell zum praktischen Üben vor einer komplizierten Operation. Wenn das Modell intraoperativ in unmittelbarer Nähe des Chirurgen ausgiebig eingesetzt werden soll, ist die Auswahl eines Systems wichtig, das mehr Optionen für die Auswahl sterilisierbaren Materials bietet.

2) Größe des Drucks – Dies kann mit der Spezialität zusammenhängen, für die das Setup vorgesehen ist. Beispielsweise unterscheidet sich die Druckgrößenfähigkeit eines Systems für die kraniofaziale Rekonstruktion stark von einem System für die Orthopädie. Ein Drucksystem, das von verschiedenen Fachgebieten gemeinsam genutzt wird, erfordert eine ausreichend große Plattform für alle und ist daher teurer.

3) Andere zukünftige Gesundheitsleistungen 3D-Druckaktivitäten – Abgesehen von präoperativen Anwendungen gibt es eine Vielzahl bestehender und zukünftiger Anwendungen im Gesundheitswesen, von medizinischer Ausbildung, Rapid Prototyping, Forschung bis hin zu patientenspezifischen implantierbaren Geräten. Wenn in ein 3D-Drucksystem investiert werden soll, sind möglicherweise Berechnungen für potenzielle zukünftige Einnahmequellen während des Auswahlprozesses erforderlich. Möglicherweise ist eine Umsatzstrategie für 5 bis 10 Jahre erforderlich. Wir werden im Finanzbereich näher darauf eingehen.

Softwareauswahl:

1. Nutzungskosten – offene oder kommerzielle Software.

„Kostenlos“ ist möglicherweise nicht „billig“. Die Kosten für die Verwendung kostenloser Open Source-Software umfassen fehlende Dokumentation oder Anleitung, mangelnden technischen Support bei Funktionsstörungen, mangelnde kontinuierliche Entwicklung oder Aktualisierungen.Obwohl dies eine praktikable Option für Benutzer mit einem kleinen 3D-Druckbudget und technologischem Know-how ist, sollten Sie zu Beginn viel Zeit investieren, um den Umgang mit der Software zu erlernen. Zeitmangel ist für vielbeschäftigte Kliniker oft unerschwinglich, um die Software selbst zu erlernen. Kommerzielle Software wie Mimic (Materialise, Belgien) hat eine sehr teure jährliche Lizenzierung, was viele entmutigt, die nur mit 3D-Druck experimentieren möchten. Nichtsdestotrotz bieten diese kommerziellen Optionen ein intuitiveres Design und einen hervorragenden technischen Support und bieten Benutzern häufig eine personalisierte Schulungs- / Einweisungszeit, damit sie den 3D-Druck innerhalb kürzester Zeit vollständig erfassen können.

2. Zukünftiger Trend – Automatisierung und optimierter Workflow.

Die Segmentierung ist der zeitaufwändigste Schritt bei der Konvertierung von DICOM in STL. Anekdotisch kann ein Radiologe bis zu 13 Stunden damit verbringen, ein komplexes Herzmodell zu segmentieren. Andere haben weniger Zeit verbracht, aber immer noch oft in Stunden der Größenordnung. Die automatisierte Segmentierung wird eine bedeutende zukünftige Entwicklung im Softwarebereich sein und sich als äußerst wertvoll für kostensparende Verbesserungen erweisen. Darüber hinaus erhoffen sich viele Benutzer einen optimierten Workflow von der Bilderfassung bis hin zu 3D-Drucken aus Software-Sicht. Laut jüngsten Interviews mit Feldexperten entwickeln viele größere PACS-Anbieter jetzt mit ihren neueren Softwareversionen die Konvertierungsfunktion von DICOM in STL. Segmentierungswerkzeuge sind auch in diesen neueren Versionen enthalten. Viele bestehende 3D-Druckunternehmen entwickeln auch aktiv Produkte, die insbesondere für die Gesundheitsbranche benutzerfreundlicher sind. Beispiele hierfür sind Autodesk (CA, USA) und 3D System (NC, USA).

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