日本3Dプリンター株式会社

導入事例

Raise3Dプリンターの活用―「病院向けソリューション」手術・診療の応用導入事例と結果

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Raise3Dプリンター―手術の応用

「3Dプリンターを病院に導入してから、椎骨の手術で画期的な成果が出ています。以前は、椎体手術の成功例はあまりありませんでした。以前は椎体手術の成功例が少なかったのですが、今ではそのような症例が急増しています。」

Raise3D N2 Plusは、私が試した中で最も安定しているプリンターです。プリントの質も非常に良い。骨の表面の特徴がすべてプリントモデルに再現されています。“
– Niu, Guoqi氏整形外科学部長

このプロジェクトは、中国安徽省内でこの技術を動かした最初のものです。
世界中の医師にとって最もリスクが高く、最も困難な手術の一つである椎骨の手術に3Dプリントを使用することを強調しています。


動脈と腫瘍を持つ椎骨のモデルを2色刷りで作成。腫瘍と椎骨は緑と白で印刷され、動脈は赤で塗られています。

ベンブー病院がこのような画期的な技術を開発する前は、どんなに熟練した外科医であっても手術にはリスクが伴いました。現在では、3Dプリントされたビジュアルとガイドによって成功率が高まり、専門外の外科医でもこの救命処置を提供できるようになっています。

 

Raise3Dプリンターを導入後の結果

3Dプリントを導入する前は、従来の方法で手術を行っていました。

1. 一握りの専門外科医のみが手術を行っていました。
2. 穴あけは主に勘で行われていました。
3. 成功率が保証されてません。

これらの問題点に対して3Dプリンターを活用することで、以下のことが可能になりました。

1. 診断時のヒントとなるビジュアルモデルの作成です。
2. 成功率を高め、完璧なドリリングを可能にするガイドの作成です。
3. 椎体を専門としない外科医でも、ガイドを使って確実に手術ができるようにします。

3Dプリントを、体外で参考にするための観察用モデルと、手術中にドリルガイドとして使用するための椎体手術用ガイドに応用しています。
観察用モデルでは、CTスキャンデータからSTLファイルを作成し、専用のソフトウェアで実行します。このプリントされたモデルは、変形や骨折などの症状を見つけるために使用されるか、手術を行う前にサージカルガイドの装着や手順のテストに使用されます。

外科用ガイドについても、丹生はコンピュータ設計の機能を活用して、より繊細で精密な部品の安定性と適合性を確保しています。椎骨の手術用ガイドを作成する際、丹生院長はデジタルソフトウェアを使用して、体に装着する部分と同じ形状のガイドを作成します。この椎骨の部分は複雑な形状をしており、それを利用してドリルの操作に備えて挟み込むことができます。

ソフトウェアを使って、ドリルホールを誘導するチューブやカナルを備えたモデルを設計します。これらの穴は、希望する結果や使用する手術器具に合わせて、特定の角度、長さ、直径に設計されます。チームは印刷されたガイドを観察モデルでテストし、必要に応じてモデルを調整し、完璧なフィット感を保証します。

このようなモデルの印刷にかかる時間は1時間程度です。その後、印刷された手術ガイドを使用して椎体に取り付け、穴を開けることができます。また、専用の装置や強い力を必要とせず、簡単に後処理ができます。

3Dプリンターが登場する以前は、CTスキャンデータを何枚も重ねて観察したり、それらの画像を合成した3Dモデルを見て診断するしかありませんでした。この方法では、より小さな変形や骨折を見逃してしまうことがよくあります。具体的なモデルがあれば、コンピュータでは得られない光と影の特性を生かして、多角度からパーツに触れることができます。

3Dプリントされたサージカルガイドがなければ、すべての手術に膨大な経験と手技が必要になります。他の職業でもそうですが、経験と練習を積めば積むほど、成功率と結果は大きくなります。どんなに熟練した外科医であっても、椎骨の手術は人体の中で重要な位置にあるため、世界で最もリスクの高い手術の一つです。一歩間違えると、動脈が破れたり、中枢神経が損傷したり、致命的な結果になることもあります。極めて高い技術が要求されるため、伝統的にオペレーターの直感に大きく依存するこのようなリスクの高い手術を敢行するのは、ごく少数の経験豊富な医師に限られています。

導入メリット

Raise3Dプリンターの導入により、ガイドとビジュアルモデルを使って、困難でリスクの高い手術を行うことができるようになりました。印刷された手術ガイドは、成功率を高め、オペレーターに必要な経験を減らします。画期的な手術ガイドアプリケーションにより、病院では椎骨の手術の成功率が急上昇しています。患者の視点から見ると、成功は驚くべき喜びと安堵感を生み出しています。これらの手術は、かつてのようなリスクと不確実性のある手術ではなく、より信頼性の高い、実行可能な救命手術となっています。

Raise3D N2 Plusを使用して、すべてのモデルをプリントしています。モデルの品質と有効性を確保するために、滑らかな表面と高い解像度を利用しています。N2 Plusのプリント方法では、モデルの小さな形状がよく保存されるため、観察者はモデルの特定の位置を正確に認識し、捉えることができるという。さらに、デュアルエクストルージョンでプリントできるので、観察に役立つ高コントラストのモデルを作ることができます。

この技術が導入されて以来、3Dプリントで行われた椎骨の手術は、ゼロから26に増えました。この技術により、以前は専門の外科医が必要だった手術が、幅広い外科医が可能になりました。この技術の導入と信頼性により、今後も多くの応用が期待されています。

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