Idé till implementering: Taktiska problem – Skrivare och materialval

(23 jan 2017)

Hui Jenny Chen, MD och Michelle Gabriel, MS , MBA

(Den här bloggen är anpassad från vår senaste publikation En färdplan från idé till implementering: 3D-utskrift för pre-kirurgisk tillämpning: Operativ hantering för 3D-utskrift i kirurgi )

Copyright Westworld

Val av skrivare / material:

För omfattande listor över tryckprocesser / skrivare och material som används för 3D-utskrift inom sjukvården, kan läsarna hänvisa till vår bok eller återvända till en uppdaterad lista senare i månaden.

1. Skrivare:

Viktiga prestandaegenskaper vid val av skrivare inkluderar följande [36] :

– Hastighet

– Upplösning

– Autonoma operationer

– Användarvänlighet

– Pålitlighet

– Repeterbarhet

– Material / multimaterialskapacitet

Av denna lista är hastighet den viktigaste frågan för pre-kirurgisk användning eftersom behovet av modellen kan ha brådskande men utskrift tar vanligtvis timmar och ibland dagar. Förbättringsmetoder varierar beroende på process och inkluderar att ändra skrivarhuvudets rörelse från en kartesisk till en delta-konfiguration (vilket möjliggör kortare banor från en punkt till en annan), optimera laserns rörelser och använda komponenter av högre kvalitet. Multimaterial- och multihuvudfunktionerna är också av särskilt intresse. Till exempel kan hjärtmodeller med färgkodade delar som vener, artärer etc. göras snabbare om sektionerna inte görs bitvis. Modeller för kirurgisk övning kräver ofta material med olika haptiska egenskaper och skulle göras mycket snabbare om återigen hela modellen kunde göras på en gång och inte på ett sätt.

2. Material :

Det finns bara en handfull 3D-utskriftsmaterial som är biokompatibla och som lätt kan steriliseras. [47] En mängd olika material med olika styrka, elasticitet, färg / transparens ger ytterligare fördelar för pre-kirurgiska 3D-utskrifter. Förutom tillsatta material kommer nya steriliseringstekniker som inte kräver höga temperaturer eller giftiga kemikalier och tekniker som kräver kortare tid att vara användbara i framtiden.

För närvarande producerar olika 3D-skrivartillverkare också 3D-utskrift material som antagligen är optimala för sina skrivare. Därför bör det slutliga köpbeslutet börja med nuvarande och potentiella framtida applikationer som skrivarna är avsedda för.

Tre frågor behöver besvaras:

1) Primära applikationer för 3D-utskrift – kraven på upplösning, färg och struktur på en modell för konceptuella ändamål eller prototyper av enheter är betydligt mindre än en modell avsedd för praktisk övning innan en komplicerad operation. Om modellen skulle användas i stor utsträckning i närheten av kirurgen intraoperativt, skulle det vara viktigt att välja ett system som använder fler alternativ vid steriliserbart materialval.

2) Utskriftens storlek – detta kan relateras till den specialitet som installationen är avsedd för. Till exempel kommer utskriftsstorleksförmågan för ett system som är dedikerat för kraniofacial rekonstruktion att skilja sig mycket från ett system som är dedikerat till ortopedi. Ett utskriftssystem som delas mellan olika specialiteter kräver en tillräckligt stor plattform för alla, och därför blir det dyrare.

3) Andra framtida sjukvårdsrelaterade 3D-utskriftsaktiviteter – Förutom förkirurgiska applikationer finns det en mängd befintliga och framtida vårdapplikationer, från medicinsk utbildning, snabb prototyping, forskning till patientspecifika implanterbara enheter. Om man skulle investera i ett 3D-utskriftssystem kan beräkningar för potentiell framtida intäktsflöde vara nödvändiga under urvalsprocessen. En 5- till 10-årig intäktsstrategi kan vara nödvändig. Vi kommer att utarbeta mer om detta i avsnittet ekonomi.

Programval:

1. Kostnad att använda – öppen kontra kommersiell programvara.

“Gratis” kanske inte är “billigt”. Kostnaden för att använda gratis programvara med öppen källkod inkluderar brist på dokumentation eller instruktioner, brist på teknisk support vid dysfunktion, brist på kontinuerlig utveckling eller uppdateringar.Även om detta är ett lönsamt alternativ för användare med en liten budget för 3D-utskrift och tekniskt kunniga, var du beredd att investera mycket tid i början för att lära sig att använda programvaran. Brist på tid är ofta oöverkomligt för upptagna läkare att lära sig programvaran själva. Kommersiell programvara som Mimic (Materialize, Belgien) har mycket dyra årliga licenser, vilket avskräcker många som bara vill experimentera med 3D-utskrift. Ändå har dessa kommersiella alternativ mer intuitiv design och utmärkt teknisk support och erbjuder ofta personlig utbildning / instruktionstid för användare att fullt ut förstå 3D-utskrift inom en mycket kort tidsperiod.

2. Framtida trend – automatisering och strömlinjeformat arbetsflöde.

Segmentering är det mest tidskrävande steget i DICOM till STL-konvertering. Anekdotiskt kan en radiolog spendera upp till 13 timmar på att segmentera en komplex hjärtmodell. Andra har tillbringat mindre tid men fortfarande ofta i timmar av storlek. Automatiserad segmentering kommer att vara en betydande framtida utveckling inom programvaruområdet och kommer att visa sig vara extremt värdefull för kostnadsbesparande förbättringar. Dessutom är mer strömlinjeformat arbetsflöde från bildupptagning till 3D-utskrifter ur ett mjukvaruperspektiv också vad många användare hoppas på. Enligt nyligen intervjuade med fältexperter utvecklar nu många större PACS-leverantörer DICOM till STL-omvandlingsfunktioner med sina nyare programvaruversioner. Segmenteringsverktyg ingår också i dessa nyare versioner. Många befintliga 3D-utskriftsföretag utvecklar också aktivt produkter som är mer användarvänliga, särskilt för hälsoindustrin. Exempel på dessa inkluderar Autodesk (CA, USA) och 3D System (NC, USA).

[Gillar våra berättelser? Vänligen rekommendera och dela. ]

Missa inte nästa 3DHEALS STORIES och prenumerera HÄR . Vill du dela din berättelse? Se instruktion (HÄR). Läs mer 3DHEALS-bloggar HÄR .