لبه افزودنی بوستون: آزمایشگاه چاپ سه بعدی بیمارستان کودکان بوستون – 3DPrint.com

در راهروهای بیمارستان کودکان بوستون، نوآوری فقط یک عبارت جذاب نیست – یک راه نجات است. یک آزمایشگاه پرینت سه بعدی که درون این دیوارها قرار گرفته است، آینده آماده سازی جراحی را تغییر می دهد و چیزی را که زم، غیرممکن به نظر می رسید را به یک عمل معمول تبدیل می کند. این فقط فناوری در کار نیست. اینجاست که مدل‌های دقیق و خاص بیمار، طرحی برای موفقیت قبل از ایجاد یک برش به جراحان می‌دهند. هر چاپ، هر لایه، هر مدل مرزهای مراقبت های بهداشتی را جابجا می کند – جایی که محدودیت های ممکن در آن کشیده می شود، قالب می گیرد و به صورت سه بعدی زنده می شود.

Boston Children’s در سطح جه، به دلیل مراقبت از بیماران برجسته و پیشرفت های پزشکی پیشگام شناخته شده است، که به طور مداوم به ،وان یکی از بیمارستان های برتر توسط اخبار ایالات متحده و گزارش جه، برای 9 سال متوالی، در تخصص هایی مانند سرطان، مغز و اعصاب، ارتوپدی و اورولوژی سرآمد شد. این موسسه چاپ سه بعدی را به بخشی حیاتی از مراقبت های پزشکی خود تبدیل کرده است. این بیمارستان از طریق سیستم‌های طراحی فراگیر (IDS) خود، مدل‌های دقیق و مختص بیمار را ایجاد می‌کند که به جراحان کمک می‌کند تا برای روش‌های پیچیده آماده شوند. این مدل‌ها ثابت کرده‌اند که زمان جراحی را دو تا سه ساعت کاهش می‌دهند و به زمان‌های کوتاه‌تر بیهوشی و کاهش خطرات بیمار منجر می‌شوند.

در طول بازدیدم از آزمایشگاه IDS در کودکان بوستون، از اندازه و مقیاس عملیات شگفت زده شدم. این بیمارستان سالانه نزدیک به نیم میلیون بیمار را درمان می کند و این تیم پیشرفته IDS به این موسسه خدمات می دهد. علیرغم چیدمان مدرن آن، فضا حسی گرم و تقریباً دنج داشت – بازتابی واقعی از فداکاری تیم به کودک، که به آنها کمک می‌کنند.

آزمایشگاه IDS بزرگ است، با چندین فضای کاری، رایانه، و تعداد زیادی پرینتر سه بعدی، از جمله دو PolyJets، یک چاپگر لیزری تف جوشی، و برخی از مدل‌های رومیزی کوچکتر برای نمونه‌سازی. هر اتاق دارای هدف خاصی است، از برنامه ریزی قبل از چاپ گرفته تا مدل های پس از پردازش، ایجاد یک گردش کار کارآمد.

این آزمایشگاه تقریباً 24 ساعته کار می‌کند و اغلب موارد فوری را رسیدگی می‌کند که نیاز به زمان‌بندی سریع دارند، حتی در آ، هفته‌ها، تا اطمینان حاصل شود که جراحان مدل‌های مورد نیاز خود را در مواقع مهم در اختیار دارند.

علیرغم خطرات زیاد و جدیت کار آنها – کمک به جراحان برای آماده شدن برای روش های نجات جان کودکان – محیط بسیار خوشایند است، که ناشی از اشتیاق تیم برای اطمینان از انجام درست و سریع همه چیز است.

تیم IDS به رهبری کیتی لیوینگستون، مهندس ارشد توسعه، راه جدیدی را در مدل‌های آناتومیک پرینت سه‌بعدی و شبیه‌سازی‌های جراحی نجات‌بخش ایجاد کرده است. آنها همچنین در حال برنامه ریزی برای آینده هستند و فرصت هایی مانند چاپ سه بعدی ایمپلنت های پزشکی سفارشی را پس از دستیابی به یک چاپگر ف،ی بررسی می کنند.

بعد جدیدی از دقت جراحی

هنگامی که یک جراح برای یک عمل پیچیده آماده می شود، هر برش مهم است. به طور سنتی، آنها به اسکن MRI یا CT تکیه می ،د، اما اکنون، جراحان می توانند یک مدل پرینت سه بعدی مخصوص بیمار را نگه دارند که به آنها درک کامل و لمسی از آناتومی که بر روی آن عمل خواهند کرد، می دهد.

در حالی که استفاده از مدل‌های سه‌بعدی برای آماده‌سازی جراحی کاملاً جدید نیست – این روش سال‌ها است که مورد استفاده قرار می‌گیرد – چیزی که Boston Children’s را متمایز می‌کند، مرکز چاپ سه‌بعدی کاملا اختصاصی و در محل آن است.

قبل از اینکه پرینت سه بعدی در سال 2013 معرفی شود، بیمارستان بر روش های آموزشی سنتی تری متکی بود. لیوینگستون می گوید: «در آن زمان، پزشکان سناریوهای پزشکی را روی مانکن های پ،تیکی سخت انجام می دادند. او در سال‌های اولیه به برنامه پیوست و روی ستون آموزش و عملکرد کار می‌کرد، جایی که آنها شروع به توسعه مربیان پایه برای تقویت واقع‌گرایی مانکن‌ها ،د.

این تلاش های اولیه شامل ایجاد قطعات یا قالب های پرینت سه بعدی برای جاسازی در مانکن ها بود. در طول سال‌ها، تیم مهندسی کاربردی IDS این تکنیک‌ها را برای توسعه مربی‌های بسیار واقع بینانه اصلاح کرد. در سال 2013، بیمارستان تشخیص داد که پرینت سه بعدی می تواند نه تنها برای آموزش استفاده شود، بلکه می تواند مستقیماً با ایجاد کپی های آناتومیکی خاص بیمار، مراقبت از بیمار را افزایش دهد و جراحان را قادر می سازد تا برنامه ریزی دقیق قبل از جراحی را روی مدل ها انجام دهند.

امروزه، تیم IDS برای ایجاد مدل‌های سفارشی برای هر مورد، از نزدیک با پزشکان آماده‌کار همکاری می‌کند و از زمان‌های برگشت سریع و راه‌حل‌های دقیق و خاص بیمار اطمینان می‌دهد. از جراحی‌های پیچیده ارتوپدی گرفته تا جراحی‌های مغز و اعصاب، تیم IDS مدل‌هایی تولید می‌کند که استخوان‌ها، بافت‌ها و حتی رگ‌های پیچیده اطراف تومورها را ت،یر می‌کنند.

لیوینگستون می‌گوید: «ما بازخوردهای مثبت زیادی از جراحان دریافت کرده‌ایم که چگونه این مدل‌ها جراحی‌ها را روان‌تر و سریع‌تر کرده‌اند. و نرم‌تر بودن فقط به م،ای نتایج بهتر نیست، بلکه می‌تواند به م،ای صرفه‌جویی در ساعات کار باشد که در دنیای پزشکی به کاهش خطرات و هزینه‌ها منجر می‌شود.

یک پروژه برجسته شامل کار با دارن اورباخ، رئیس رادیولوژی اینترونشنال عصبی، در یک پیشگامانه مداخله جنین برای ورید ناهنجاری جالینوس. این روش پیچیده، که سال‌ها ساخته شده بود، نیاز به توسعه مربی‌های سوراخ‌سازی جنین با استفاده از مواد آناتومی دیجیتال داشت. تیم IDS نقش مهمی در ایجاد مدل های فانتوم از مغز و جمجمه جنین ایفا کرد. این مدل‌ها به اورباخ و تیمش اجازه می‌داد تا این روش را با دقتی بی‌نظیر تمرین کنند. آنقدر پیشرفته بود که الهام بخش یک ،مت از آن بود آناتومی گری، با خود اورباخ ساخت یک ظاهر در نمایش

فراتر از OR

لیوینگستون می گوید که تأثیر تیم IDS «محدود به سالن جراحی نیست». مدل های پرینت سه بعدی آنها نیز برای آموزش بیماران و خانواده هایشان استفاده می شود. به ،وان مثال، یک مدل قلب با نقص تهدید کننده زندگی، به کاهش اضطراب خانواده در مورد فرستادن فرزند خود به عمل جراحی کمک می کند. توانایی در دست گرفتن و درک فیزیکی موضوع باعث می شود آن را واقعی و آسان تر درک کنید.

این فقط مربوط به آماده ، جراحان نیست. این در مورد آماده ، همه افراد درگیر در روند مراقبت است. آزمایشگاه IDS مدل‌های آموزشی بسیار واقعی ایجاد می‌کند و به تیم‌های جراحی اجازه می‌دهد تا قبل از ورود به اتاق عمل، عملیات پیچیده را تمرین کنند.

لیوینگستون توضیح می‌دهد که تیم زمان قابل توجهی را با جراحان می‌گذراند تا اطمینان حاصل کنند که مدل‌های آن‌ها، مانند مربی‌های شکاف کام، تا حد امکان واقعی‌تر هستند. او می‌گوید: «حتی وقتی از سیلی، ساخته شده باشد، باید احساس کند که روی یک بیمار کار می‌کنند.

این مدل‌ها دارای رگ‌های خونی هستند که بافت بافت واقعی انسان را تقلید می‌کنند و حتی جریان خون را در طول عمل جراحی شبیه‌سازی می‌کنند. هدف واضح است: تا زم، که جراحی انجام می‌شود، تیم قبلاً با چالش‌ها در یک محیط کنترل‌شده و شبیه‌سازی شده مواجه شده و بر آن غلبه کرده است.

برای مثال، آنها مربی‌هایی برای جراحی قلب ایجاد کرده‌اند که در آن پزشکان می‌توانند برش قلب را با جریان خون شبیه‌سازی شده تمرین کنند. پروژه دیگر شامل توسعه مربیان شکاف کام چاپ شده سه بعدی است که به جراحان احساس انجام عمل جراحی بر روی یک بیمار زنده را می دهد – تا احساس بافت در دست ها.

مواد مهم است

یکی از کلیدهای موفقیت تیم IDS دانش آنها در مورد مواد پرینت سه بعدی است. این آزمایشگاه دارای مجموعه قابل توجهی از چاپگرها، از جمله استراتاسیس چاپگرهای پلی جت و لیزر تف جوشی، که به آنها اجازه می دهد مدل ها را در مواد مختلف چاپ کنند – از مواد سفت و استخوان مانند تا مواد نرم تر و انعطاف پذیر که بافت انس، را شبیه سازی می کنند.

اخیراً، کار آنها شامل چاپ کل مدل‌های تشریحی با استفاده از چندین ماده در یک مرحله است. این مدل‌ها بافت‌های متفاوتی دارند، مانند استحکام استخوان مانند برای ساختارهای ،تی یا غضروف نرم‌تر برای مفاصل، که آنها را برای برنامه‌ریزی و آموزش قبل از جراحی ایده‌آل می‌کند. لیوینگستون می گوید توانایی این تیم برای چاپ تمام رنگی، تمایز بین بافت سالم و رشد تومور، برای جراحان تغییر می کند.

ما می تو،م مواد را طوری تنظیم کنیم که حس آناتومی واقعی انسان را تقلید کنیم. زم، که جراحان روی این مدل‌ها تمرین می‌کنند، بدون داشتن یک بیمار واقعی به واقعیت نزدیک است.

آزمایشگاه فقط از تیم های جراحی بیمارستان پشتیب، نمی کند. آن‌ها همچنین روی ایمپلنت‌های سفارشی برای جراحی‌های پ،تیک کار کرده‌اند و با متخصصان کاردرم، برای ایجاد اسپلینت‌های سفارشی برای بیماران شکننده همکاری کرده‌اند. یکی از پروژه‌های اخیر شامل آتل‌های سفارشی برای بیمار، بود که شرایط آن‌ها را قادر به تحمل فرآیند ساخت آتل سنتی نمی‌کند. مهندس توسعه IDS Mun Chet توضیح می‌دهد که تیم با استفاده از نرم‌افزار اسکن و مدل‌سازی سه‌بعدی، آتل‌هایی را طراحی می‌کند که به طور سفارشی برای آناتومی هر بیمار نصب می‌شوند و از راحتی و اثربخشی اطمینان حاصل می‌کنند.

همکاری آنها به همین جا ختم نمی شود. تیم IDS از نزدیک با شرکت‌های خارجی همکاری می‌کند و با آزمایش مواد و فناوری‌های جدید پرینت سه‌بعدی، جلوتر از منحنی‌ها باقی می‌ماند. آنها در حال بررسی همه چیز هستند، از ایمپلنت های چاپ سه بعدی گرفته تا مواد رزینی جدید برای ایجاد ساختارهای توخالی، به ویژه برای مدل های عروقی. به گفته جرمیا اگولف، متخصص در نمونه‌سازی دستگاه‌های پزشکی در IDS، این ساختارهای توخالی برای شبیه‌سازی دقیق رگ‌های خونی حیاتی هستند و به جراحان اجازه می‌دهند تا روش‌های ظریفی مانند قرار دادن کاتتر یا انجام تعمیرات عروقی را انجام دهند. با بهبود واقع گرایی و عملکرد این مدل ها، تیم به طور مداوم مرزهای ممکن را در پرینت سه بعدی پزشکی پیش می برد.

در حالی که پروژه های فعلی آزمایشگاه چشمگیر هستند، واضح است که آنها چشمشان به آینده است. لیوینگستون به پتانسیل پرینت سه بعدی ف،ی برای ایجاد ایمپلنت های پزشکی سفارشی در داخل اشاره می کند و توانایی بیمارستان برای ارائه راه حل های خاص بیمار را بهبود می بخشد. آنها همچنین در حال بررسی چاپ سیلی، برای ایجاد مدل های واقعی تری برای آموزش جراحی هستند.

آینده پزشکی در حال حاضر در کودکان بوستون آشکار می شود. با هر حرکت جدید، تیم IDS نشان می دهد که مرز بعدی در مراقبت های بهداشتی فقط دیجیتال نیست، بلکه سه بعدی است. کار آنها چیزی جز تحول نیست و ثابت می کند که نوآوری و مراقبت از بیمار آینده را به جلو می برد.

همه تصاویر توسط 3DPrint.com ارائه شده است.