3D tištěné anatomické modely pomáhají plánovat náročné chirurgické operace dětských pacientů

Dětská nemocnice SJD, Barcelona

Dětská nemocnice SJD, nejaktivnější pediatrické středisko ve Španělsku a třetí největší v Evropě, patří mezi průkopníky ve výzkumu a zavádění nových technologií. Využívá 3D tištěné anatomické modely pro plánování a simulaci přibližně u 200 operací ročně. I s pomocí 3D tiskáren BCN3D zde vytvořili 3D tištěné biomodely nádoru, okolní lebky i potřebných navazujících implantátů pro náročný resekční zákrok. O zkušenosti se s námi podělili radiologové, onkologové, inženýři i chirurgové, kteří přispěli k úspěšné operaci onkologického pacienta.

Rychlé rozšíření 3D tisku v nemocnici

3D plánování a tisk se do nemocnice dostaly v roce 2013 – poté, co si doktor Lucas Krauel vyžádal biomodel jako doplněk k plánování komplikovaného onkologického zákroku. Odtud se využití této technologie exponenciálně rozšířilo a vyústilo v ustavení víceoborové skupiny.

„V současnosti máme s pomocí 3D tisku naplánováno více než 200 operací a z této technologie těží 9 různých specializací.“ 

 

– Arnau Valls, inovační inženýr a technický manažer oddělení 3D tisku v dětské nemocnici SJD Barcelona

V roce 2016 bylo v nemocnici díky spolupráci radiologů, chirurgů, inženýrů, finančních a simulačních specialistů oficiálně založeno 3D oddělení – 3DForHealth (3D4H). Umožňuje 3D plánování, virtuální simulace, přípravu 3D tištěných anatomických modelů, řezacích a polohovacích šablon pro složité operace i vlastních implantátů. Zajišťuje tím potřeby všech pediatrických specializací. Činnost oddělení zahrnuje širokou základnu pro vzdělávání, výzkum a vývoj nových zařízení, vývoj simulátorů pro specifické potřeby a další. To vše při doložení vysokých standardů kvality vlastního 3D tisku.

chirurgický model nemocnice
Přehrát video o chirurgický model nemocnice

Video: Podívejte se, jak 3D tisk pomáhá týmu specialistů dětské nemocnice SJD s plánováním a přípravou náročné operace

dětská nemocnice SJD v Barceloně
SJD funguje jako univerzitní nemocnice věnující se výzkumu, inovacím a vzdělávání. Chodby se zvířecími motivy, interaktivní prvky i živá hudba linoucí se celou recepcí – vše směřuje k tomu, aby se zde pacienti cítili co nejlépe
Cíl: záchrana zdraví a zraku dětského pacienta

Podívejme se na příklad konkrétního onkologického pacienta, který již musel podstoupit operaci, při níž mu bylo odstraněno levé oko. Vzhledem k predispozici ke vzniku dalších nádorů a navzdory tříměsíční radioterapii a chemoterapii zůstal nádor soustředěný v pravé čelistní kosti. Protože chemoterapie není u těchto typů nádorů tolik účinná, bylo zásadní provést kompletní resekci (jeho operativní odstranění).

U tak složitých operací, jako je tato, je třeba vzít v úvahu řadu klíčových okolností. Zaprvé, postiženou oblastí byl obličej, který je důležitou součástí pacientovy identity. Za druhé, jedná se o rostoucí dítě; tým musel brát v úvahu následné fáze růstu kostry. A konečně skutečnost, že pacient už přišel o oko na levé straně, znamenala, že zachování pravého oka a zraku bylo nezbytně nutné.

Na cestě k úspěšné chirurgické operaci

Tým radiologů, chirurgů a 3D tiskových inženýrů se sešel, aby rozhodl, které části se budou tisknout, došlo k vytvoření zvoleného segmentu v CAD aplikaci (3D modelování) a bylo zahájeno 3D plánování a simulace. Skupina zde rozhodla, že nejlepší bude vytisknout různé části lebky a samotný nádor. Vytištěny byly také prototypy titanových vložek.

Pro replikaci anatomie a barevnosti kostí byl vybrán materiál ABS od BASF. Biomodely slouží jako vizuální pomůcka znázorňující anatomické vztahy mezi nádorem a oblastmi lebky. Tým SJD si pro realistické výsledky tisku vybral 3D tiskárny BCN3D, které nabízejí vynikající poměr možností ku ceně.

Díky těmto výtiskům mohou lékaři ověřit, zda implantáty pacientovi dobře padnou. V rámci přísné kontroly kvality také mohou simulovat samotnou operaci, určit hranice operačních řezů a nacvičovat, jak je provést. V průběhu samotného zákroku mohou být obrázky i samotné fyzické biomodely na dosah ruky. Předem naplánovaný výsledek operace přináší lékařům důležitý referenční bod pro práci i větší jistotu.

„3D tisk nám pomohl vyhnout se případným pooperačním zákrokům a zlepšil kvalitu z pohledu pacienta i operačního postupu.“

 

– Dr. Adaia Valls, maxilofaciální chirurg Dětské nemocnice SJD v Barceloně

„Pravdou je, že zpočátku to bylo trochu komplikované, protože se to týká obličeje. Přemýšleli jsme, zda bude hodně jizev… ale operace opravdu proběhla dobře a jizvy jsou minimální. Odtud pokračujeme dál a postupujeme podle vytýčeného protokolu.“

 

– Klever, otec pacienta

Hladký průběh této operace a zkušenosti samotného pacienta jsou vizitkou týmu dětské nemocnice SJD. 3D tisk je klíčovým nástrojem při rozvoji stále přesnějších lékařských modelů. Laboratoř 3DForHealth chce díky kombinaci nových technologií pokračovat ve zdokonalování tvorby nástrojů pro polohování pacienta a vedení chirurga. Kromě toho se tým snaží lépe napodobit živé tkáně prostřednictvím výzkumu mechanických vlastností, barev a textur. Dalšími oblastmi vývoje jsou tzv. bioprinting, kde výtisky fungují přímo v těle pacienta, a 3D tištěné farmaceutické produkty, které lze přizpůsobovat na míru pacientovi. Je zřejmé, že 3D tisk má a bude mít i nadále vliv na způsob, jakým přistupujeme k lékařství.

anatomický 3D model 3D tisk na BCN3D Epsilon W50
Lebka pro plánování operace onkologického pacienta vznikla na 3D tiskárně BCN3D Epsilon W50
operační 3D modely 3D tisk na BCN3D Epsilon W50
Výtisky umožňují lékařům přesně plánovat celou operaci, provedení jednotlivých řezů a vyzkoušet, zda implantáty přesně sedí pacientovi
chiturgické 3D modely 3D tisk na BCN3D Epsilon W50
3D výtisky nabízejí lékařům během zákroku důležitý referenční bod pro další postup operace
Pacient s rodiči v barcelonské nemocnici SJD

Případové studie z praxe

Pomůžeme vám zefektivnit výrobu

Díky 3D tisku dostanete své produkty dříve do výroby i na trh. Investice do 3D tiskáren se vám může vrátit během jednotek týdnů či měsíců – stejně jako mnoha našim stávajícím zákazníkům. S nasazením aditivní výroby už jsme úspěšně pomohli stovkám českých firem a profesionálů. Rádi pomůžeme také vám, vašemu týmu, vaší firmě.

BCN3D Epsilon W50 v pražském Aplikačním centru 3D tisku