Algorytmy i drukowanie 3D można wykorzystać do tworzenia realistycznych protez nosowych

W tym czasie naukowcy uważali, że mamy tylko trzy lata, by móc drukować w 3D pełne transplantacje uszu i nosa. Podczas gdy nie jesteśmy jeszcze na miejscu, drukowanie 3D pozwoliło stworzyć bardziej realistyczną protezę twarzy.

Wspólne studia z University of Maryland (UMD), Penn State Hershey Medical Center oraz System opieki zdrowotnej "Veterans Affairs Maryland", zatytułowany "Ocena nowego algorytmu komputerowego do drukowania trójwymiarowej protezy nosa", opublikowano niedawno w miesięczniku "Medical Review" czasopisma JAMA Otolaryngology - Head & Neck Surgery.

Algorytm komputerowy opracowany przez zespół może być wykorzystany do stworzenia modelu nosa 3D. Głównym pytaniem, na które stara się odpowiedzieć, jest to, czy nowatorska technika druku 3D naukowców może zostać wykorzystana do stworzenia protez nosowych o podobnym wyglądzie do prawdziwego nosa pacjenta, co może oznaczać, że pacjenci nie muszą poświęcać czasu i pieniądze odwiedzające anaplastologa - specjalistę, który tworzy niestandardowe rozwiązania protezy szczękowo-twarzowej

Według artykułu: "W tym badaniu opisujemy algorytm modelowania nosa pacjenta za pomocą obrazów 2D do modelowania i drukowania 3 -D model przy użyciu stacjonarnej drukarki 3D. Proponujemy przyjazną dla użytkownika i niedrogą technikę modelowania anatomicznych cech nosa za pomocą 2 dostępnych na rynku pakietów oprogramowania. Nasza hipoteza jest taka, że ​​algorytm może wytworzyć trójwymiarowy model nosa, który jest podobny do faktycznej anatomii pacjenta. Aby przetestować tę hipotezę, wykorzystaliśmy algorytm do stworzenia 5 indywidualnych nosów na podstawie zdjęć 2D. Następnie przeprowadziliśmy ankietę wśród praktykujących lekarzy, mieszkańców i studentów medycyny na temat podobieństwa 3-D drukowanych protez nosa do zdjęć 2-D. Celem tego badania było określenie możliwości tworzenia protez nosa za pomocą tej metody oraz ocena podobieństwa tych protez do obrazów pacjentów. Ponadto zbadaliśmy, czy ta technika komputerowa może być używana przez osoby, które nie mają szerokiego zaplecza w projektowaniu graficznym. "

Od sierpnia do października 2016 r. Przeprowadzono prospektywne badanie pilotażowe z przeglądem przekrojowym prowadzona. Drukowana proteza nosowa 3D została stworzona dla pięciu ochotników, a 36 ankietowanych z wykształceniem medycznym oceniało protezę nosa.

Algorytm komputerowy zespołu badawczego wykorzystywał oprogramowanie do animacji 3D Blender i Adobe Photoshop CS6, orazwysokiej jakości zdjęcia 2D nosów ochotników, aby stworzyć realistyczną protezę nosa, które następnie wydrukowano 3D na drukarce 3D LulzBot TAZ 5 za pomocą wysokoudarowego polistyrenu z MatterHackers.

Ankietowani, wykonani studenci medycyny, mieszkańcy i lekarze, zostali poproszeni w ankiecie, aby ocenić podobieństwo między zdjęciami wolontariuszy i ich wydrukowanymi nosy 3D w skali Likerta (od 0 do 10, gdzie 0 jest całkowicie inne niż zdjęcie i 10 jest identycznych do niego).

"Trzydziestu sześciu ankietowanych oceniło 4 widoki dla każdego z 5 modelowanych nosa (od 4 kobiet i 1 mężczyzny, średnia [SD] wieku, 26,6 [5,7] lat) . Średnia (SD) ocena ogólnego podobieństwa między zdjęciami i modelami 3-D wynosiła 8,42 (1,34). Średnie wyniki dla każdego porównania nosowego wahały się od 7,97 do 8,62 ", czytamy w artykule. "Zgodnie z ankietą respondenci byli w stanie dopasować prawidłowy obraz 3D do odpowiednich zdjęć ochotników w 171 ze 175 zdjęć (97,7%). Wszyscy badani klinicyści wskazali, że rozważaliby użycie tego narzędzia do stworzenia tymczasowej protezy zamiast odniesienia do protetyka. "

Wyniki pracy wskazują, że wydrukowane protezami nosowymi 3D" przypominają rzeczywiste zdjęcia nosowe ", co oznacza, że ​​można je wykorzystać w przyszłości do opracowania tymczasowych protez" w celu wypełnienia zewnętrznych uszkodzeń nosa. "

Autorami artykułu są Meryam Shikara, BA; Christopher J. Rizzi, MD; Brian Zelip, MS; Fleesie Hubbard, RN; Kavita T. Vakharia, MD; Amal Isaiah, MD, PhD; Jewel D. Greywoode, MD; i Kalpesh T. Vakharia, MD.