実装のアイデア:戦術的な問題—プリンターと材料の選択

2017年1月23日)

Hui Jenny Chen、MD および Michelle Gabriel、MS 、MBA

(このブログは、最近の出版物アイデアからのロードマップを基にしています。実装へ:術前アプリケーション用の3D印刷:手術における3D印刷用の運用管理

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プリンター/素材の選択:

Forヘルスケア3D印刷に使用される印刷プロセス/プリンターおよび材料の包括的なリストについては、読者はブックを参照するか、今月後半に更新されたリストを参照してください。

1。プリンタ:

プリンタを選択する際の主なパフォーマンス特性には、次のものがあります [36]

-速度

-解像度

-自律操作

-使いやすさ

-信頼性

-再現性

-材料/複数材料の機能

このリストの中で、モデルが必要になる可能性があるため、手術前の使用では速度が最も重要な問題です。緊急を要するが、印刷には通常数時間、時には数日かかる。改善方法はプロセスによって異なり、プリンターヘッドの動きをデカルト構成からデルタ構成に変更する(あるポイントから別のポイントへのパスを短くすることができます)、レーザーの動きを最適化する、高品質のコンポーネントを使用するなどがあります。マルチマテリアルおよびマルチヘッド機能も特に重要です。たとえば、静脈や動脈などの色分けされた部分を持つ心臓のモデルは、セクションが断片化されていない場合、より高速に作成できます。外科手術のモデルは、異なる触覚特性を持つ材料を必要とすることが多く、もう一度、完全なモデルを断片的にではなく一度に作成できれば、はるかに高速になります。

2。材料

生体適合性があり、簡単に滅菌できる3D印刷材料はほんの一握りです。 [47] 強度、弾力性、色/透明度が異なるさまざまな素材は、手術前の3Dプリントに追加のメリットをもたらします。追加された材料に加えて、高温や有毒な化学物質を必要としない新しい滅菌技術、およびより少ない時間を必要とする技術はすべて、将来的に役立つことが証明されます。

現在、さまざまな3Dプリンターメーカーも3D印刷を製造していますおそらく彼らのプリンターに最適な材料。したがって、最終的な購入の決定は、プリンタが対象とする現在および将来のアプリケーションから開始する必要があります。

3つの質問に答える必要があります:

1) 3D印刷の主な用途 —概念的な目的またはデバイスのプロトタイピングのためのモデルの解像度、色、およびテクスチャに関する要件は、複雑な手術前の実践的な練習を目的としたモデル。モデルが手術中に外科医のすぐ近くで広く使用される場合は、滅菌可能な材料の選択でより多くのオプションを利用できるシステムを選択することが重要です。

2)印刷のサイズ —これは、セットアップの対象となる専門分野に関連している可能性があります。たとえば、頭蓋顔面再建専用のシステムの印刷サイズ機能は、整形外科専用のシステムとは大きく異なります。さまざまな専門分野で共有される印刷システムは、すべての人にとって十分な大きさのプラットフォームを必要とするため、より高価になります。

3)その他の将来の医療関連3D印刷活動 —手術前のアプリケーション以外に、医療トレーニング、ラピッドプロトタイピング、研究から患者固有の埋め込み型デバイスまで、さまざまな既存および将来のヘルスケアアプリケーションがあります。 3D印刷システムに投資する場合は、選択プロセス中に潜在的な将来の収益ストリームの計算が必要になる場合があります。 5年から10年の収益戦略が必要になる場合があります。これについては、財務セクションで詳しく説明します。

ソフトウェアの選択:

1。使用コスト—オープンソフトウェアと商用ソフトウェア。

「無料」は「安価」ではない場合があります。無料のオープンソースソフトウェアを使用するコストには、ドキュメントや指示の欠如、機能不全の場合の技術サポートの欠如、継続的な開発または更新の欠如が含まれます。これは、3D印刷の予算が少なく、技術に精通しているユーザーにとっては実行可能なオプションですが、ソフトウェアの使用法を学ぶために、最初は多くの時間を費やす準備をしてください。時間の不足は、忙しい臨床医がソフトウェアを自分で学ぶのにしばしば法外なものです。 Mimic(Materialise、ベルギー)のような商用ソフトウェアは、非常に高価な年間ライセンスを持っており、3D印刷だけを試したい多くの人を思いとどまらせます。それにもかかわらず、これらの商用オプションは、より直感的なデザインと優れた技術サポートを備えており、ユーザーが非常に短い期間で3Dプリントを完全に把握するための個別の教育/指導時間を提供することがよくあります。

2。将来のトレンド—自動化と合理化されたワークフロー。

セグメンテーションは、DICOMからSTLへの変換で最も時間のかかるステップです。逸話的に、1人の放射線技師は複雑な心臓モデルをセグメント化するために最大13時間を費やすことができます。他の人はより少ない時間を費やしましたが、それでもしばしば数時間の規模で過ごしました。自動セグメンテーションは、ソフトウェア分野における重要な将来の開発であり、コスト削減の改善に非常に価値があることが証明されます。さらに、ソフトウェアの観点からの画像取得から3Dプリントまでのより合理化されたワークフローも、多くのユーザーが望んでいるものです。フィールドエキスパートへの最近のインタビューによると、多くの大規模なPACSベンダーが、新しいソフトウェアバージョンでDICOMからSTLへの変換機能を開発しています。これらの新しいバージョンには、セグメンテーションツールも含まれています。多くの既存の3D印刷会社も、特にヘルスケア業界にとってよりユーザーフレンドリーな製品を積極的に開発しています。これらの例には、Autodesk(CA、USA)、3D System(NC、USA)が含まれます。

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