구현 아이디어 : 전술 문제-프린터 및 재료 선택

(2017 년 1 월 23 일)

Hui Jenny Chen, MD Michelle Gabriel, MS , MBA

(이 블로그는 최근 간행물 A Roadmap from Idea에서 수정되었습니다. 구현 : 수술 전 애플리케이션을위한 3D 프린팅 : 수술에서 3D 프린팅을위한 운영 관리 )

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프린터 / 재료 선택 :

의료용 3D 프린팅에 사용되는 인쇄 프로세스 / 프린터 및 재료의 포괄적 인 목록은 독자가 을 참조하거나 이달 말 업데이트 된 목록을 볼 수 있습니다.

1. 프린터 :

프린터 선택의 주요 성능 특성은 다음과 같습니다. [36] :

-속도

-해상도

-자율 운영

-사용 편의성

-안정성

-반복성

-재료 / 다중 재료 기능

이 목록에서 모델의 필요성이있을 수 있기 때문에 수술 전 사용에서 속도가 가장 중요한 문제입니다. 긴급하지만 인쇄에는 보통 몇 시간, 때로는 며칠이 걸립니다. 개선 방법은 프로세스에 따라 다르며 프린터 헤드 이동을 데카르트에서 델타 구성으로 변경 (한 지점에서 다른 지점으로 더 짧은 경로 허용), 레이저 이동 최적화 및 고품질 구성 요소 사용이 포함됩니다. 다중 재료 및 다중 헤드 기능도 특히 중요합니다. 예를 들어, 정맥, 동맥 등과 같이 색으로 구분 된 부분이있는 심장 모델은 섹션이 단편적으로 만들어지지 않으면 더 빨리 만들 수 있습니다. 수술 용 모델은 종종 다른 햅틱 속성을 가진 재료를 필요로하며, 다시 한번 완전한 모델을 단편적인 방식이 아닌 한 번에 만들 수 있다면 훨씬 더 빠르게 만들어 질 것입니다.

2. 재료 :

생체 적합성이 있고 쉽게 살균 할 수있는 3D 프린팅 재료는 극소수에 불과합니다. [47] 강도, 탄력성, 색상 / 투명도가 다른 다양한 재료는 수술 전 3D 프린트에 추가적인 이점을 제공합니다. 추가 된 재료 외에도 고온 또는 독성 화학 물질이 필요하지 않은 새로운 살균 기술, 시간이 덜 소요되는 기술이 모두 미래에 유용 할 것입니다.

현재 다른 3D 프린터 제조업체도 3D 프린팅을 생산합니다. 프린터에 가장 적합한 재료 일 것입니다. 따라서 궁극적 인 구매 결정은 프린터가 대상으로하는 현재 및 잠재적 인 향후 애플리케이션에서 시작해야합니다.

세 가지 질문에 답해야합니다.

1) 3D 프린팅의 주요 응용 프로그램 — 개념적 목적 또는 장치 프로토 타이핑을위한 모델의 해상도, 색상 및 질감 측면에서 요구되는 요구 사항은 복잡한 수술 전에 실습을위한 모델. 모델이 수술 중 외과의와 가까운 곳에서 광범위하게 사용되는 경우 멸균 가능한 재료 선택에서 더 많은 옵션을 사용할 수있는 시스템을 선택하는 것이 중요합니다.

2) 인쇄 크기 — 설정이 의도 한 전문 분야와 관련이있을 수 있습니다. 예를 들어, 두개 안면 재건 전용 시스템의 인쇄 크기 기능은 정형 외과 전용 시스템과 매우 다릅니다. 서로 다른 전문 분야간에 공유되는 인쇄 시스템은 모두에게 충분한 플랫폼이 필요하므로 비용이 더 많이 듭니다.

3) 기타 미래 의료 관련 3D 프린팅 활동 — 수술 전 애플리케이션 외에 의료 교육, 신속한 프로토 타이핑, 연구에서 환자 별 이식 형 장치에 이르기까지 기존 및 미래의 다양한 의료 애플리케이션이 있습니다. 3D 프린팅 시스템에 투자하려면 선택 과정에서 잠재적 인 미래 수익원에 대한 계산이 필요할 수 있습니다. 5 ~ 10 년 수익 전략이 필요할 수 있습니다. 이에 대해서는 재정 섹션에서 자세히 설명하겠습니다.

소프트웨어 선택 :

1. 사용 비용 — 개방형 소프트웨어와 상용 소프트웨어 비교.

“무료”는“저렴”하지 않을 수 있습니다. 무료 오픈 소스 소프트웨어 사용 비용에는 문서 또는 지침 부족, 기능 장애시 기술 지원 부족, 지속적인 개발 또는 업데이트 부족이 포함됩니다.이 옵션은 3D 프린팅 예산이 적고 기술에 정통한 사용자에게는 실행 가능한 옵션이지만 소프트웨어 사용 방법을 배우기 위해 처음에는 많은 시간을 투자 할 준비를하십시오. 시간 부족은 종종 바쁜 임상의가 소프트웨어를 스스로 배우는 것을 어렵게 만듭니다. Mimic (Materialise, Belgium)과 같은 상용 소프트웨어는 연간 라이선스 비용이 매우 비싸기 때문에 3D 프린팅 만 실험하려는 많은 사람들이 실망합니다. 그럼에도 불구하고 이러한 상용 옵션은보다 직관적 인 디자인과 뛰어난 기술 지원을 제공하며 사용자가 매우 짧은 시간 내에 3D 프린팅을 완전히 파악할 수 있도록 개인화 된 교육 /지도 시간을 제공합니다.

2. 미래 트렌드 — 자동화 및 간소화 된 워크 플로.

분할은 DICOM에서 STL로 변환하는 데 가장 시간이 많이 걸리는 단계입니다. 일화로, 한 방사선 전문의는 복잡한 심장 모델을 분할하는 데 최대 13 시간을 소비 할 수 있습니다. 다른 사람들은 더 적은 시간을 보냈지 만 여전히 종종 몇 시간을 보냈습니다. 자동화 된 세분화는 소프트웨어 영역에서 중요한 미래 개발이 될 것이며 비용 절감 개선에 매우 가치가 있음이 입증 될 것입니다. 또한 소프트웨어 관점에서 이미징 획득에서 3D 인쇄에 이르기까지보다 간소화 된 워크 플로는 많은 사용자가 원하는 것입니다. 현장 전문가와의 최근 인터뷰에 따르면, 많은 대형 PACS 공급 업체는 이제 최신 소프트웨어 버전으로 DICOM에서 STL 로의 변환 기능을 개발하고 있습니다. 이러한 최신 버전에는 세분화 도구도 포함되어 있습니다. 기존의 많은 3D 프린팅 회사도 특히 의료 산업에서보다 사용자 친화적 인 제품을 적극적으로 개발하고 있습니다. 여기에는 Autodesk (CA, USA) 및 3D System (NC, USA)이 포함됩니다.

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