挑戰(zhàn)：一位具創(chuàng)新意識的假體制作專家想找一條途徑，為截肢者殘肢模具和其他物品快速進(jìn)行毫米級精度的3D測量，確保3D打印的Quatro假體貼合，一鳴驚人。
解決方案：Artec Eva, Artec Studio, Geomagic Freeform, HP Jet Fusion 4200
效果：手持式三維掃描儀Artec Eva，短短幾分鐘就完成了患者殘肢、模具、接受腔的亞毫米級彩色3D掃描。隨后，掃描數(shù)據(jù)通過Artec Studio軟件處理，約30分到1小時后，數(shù)據(jù)被導(dǎo)出至Geomagic Freeform，以Artec Eva掃描為參照，雕刻定制Quatro假肢。
用Artec Eva掃描Rustin Hughes的Quatro假肢
Rustin Hughes美國陸軍老兵退役后，成為了一名MMA格斗選手。他因惡性血栓而失去了右腿，但他并沒有消極對待。
他總是激情昂揚地走進(jìn)退伍軍人醫(yī)院的康復(fù)訓(xùn)練營，日復(fù)一日，從不間斷。不久，他就可以擺脫輪椅重新站了起來，其中一條腿還是假肢。
但是，據(jù)Hughes自己描述，第一條假肢“太糟糕了，就像綁著一個19升的水桶。”
這就是一個截肢患者常用的吸著式接受腔，這條假腿一直不合身，由于Hughes的殘肢一天下來會略微變小，那么一天下來，假肢就會松動。
也就是說，Hughes一天要多次調(diào)整這條腿，還得經(jīng)常在接受腔里放一兩只襪子，保證假肢貼合。
總之，這個過程很麻煩，還得花上近10分鐘，所以Hughes幾乎不可能參加體育賽事，因為比賽只有1分鐘休息時間。
可以倒下，但不出局
對截肢患者而言，特別是對身體素質(zhì)要求很高的人來說，假肢松動不僅不舒服，而且還有安全隱患。好幾次，Hughes盡全力走在街上時，他新裝上的假肢松動脫落了。
Hughes飽受折磨，深陷痛苦，他面對的未來充滿不確定，原定的計劃和夢想變得遙不可及，但他不愿放棄。
他始終在尋找一位專家，能給出不一樣的回答，提供個性化的服務(wù)。而這時，他遇到了科羅拉多溫莎市Quorum Prosthetics的首席執(zhí)行官Joe Johnson。
Joe Johnson（左）和Rustin Hughes拿著一個全新的Quatro和腳套
Hughes說道：“Joe也是一位截肢患者，他對我的經(jīng)歷和感受再清楚不過了，他也明白我需要得到何種幫助。”
Johnson和他Quorum的團(tuán)隊當(dāng)天就為Hughes制作了一個測試接受腔。“他們那天停下了手里的事，立刻幫助了我，”Hughes回憶道。
數(shù)天后，戴上第一個碳纖維Quorum Quatro假肢時，Hughes表示：“反差太明顯了，這條新的左腿就像我身體的一部分，很貼合。從此以后，我的活動能力上了一個新臺階。”
Quatro帶回掌控感
雖然有些接受腔也有必要的骨骼穩(wěn)固功能，能達(dá)到高水平運動狀態(tài)，但只有Quatro和縱向壓縮結(jié)合了起來。這樣一來，穩(wěn)固安全的接受腔能給用戶帶來很多便利，同時，仍然可以根據(jù)肢體大小的變化來調(diào)整。
Quatro更大、更輕、更光滑，接受腔可以在短短20秒內(nèi)自由調(diào)節(jié)，全天候隨時可調(diào)，無論是對運動競技選手，還是各年齡段的好動人士，都可謂是理想之選。
Hughes正在調(diào)整Quatro的位置
每一款Quatro都是完全根據(jù)患者需求打造的，包括配件、設(shè)計、色彩的選擇，同時，價位也和市面上其他熱門假肢相當(dāng)。
于是，Quatro在全國逐漸增多的患者群體中，理所應(yīng)當(dāng)成為了備受關(guān)注的寵兒——它幫大家找回了久違的行動能力。
Hughes說道：“很長一段時間，很多事情都失控了。但現(xiàn)在，我可以隨時收緊接受腔。貼合的假肢給予我力量，我又在關(guān)鍵時刻找回了掌控感。”
Rustin Hughes和Quorum的Joe Johnson進(jìn)行拳擊手靶訓(xùn)練
“貼身是王道”
但是，為了一開始就能很貼合，就必須為每一位患者單獨設(shè)計假肢。
Quorum Prosthetics研發(fā)工程師兼總監(jiān)Sean McClure表示：“貼不貼身代表一切，，無論患者處于何種運動強(qiáng)度，是悠然閑適，還是劇烈運動，都要保證全天舒適。而我們的做法就是借助Artec Eva完成三維掃描。”
在發(fā)現(xiàn)Eva之前，Quorum采用傳統(tǒng)方式，即用石膏為患者殘肢鑄模。
McClure對此評價道：“這種方式很混亂，又很耗時，從沒給任何一位患者留下好過印象。整個流程需要8小時以上，而且還要用到大量的耗材和工具。”
Eva掃描的殘肢模具（Artec Studio截圖）
他們對傳統(tǒng)方式的最終效果并不滿意，于是開始嘗試三維掃描。但試用了幾臺低價三維掃描儀后，他們變得十分沮喪。
所采集的數(shù)據(jù)，無論是準(zhǔn)確度還是分辨率，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于Quorum的標(biāo)準(zhǔn)，而且掃描儀也無法掃描石膏模型或接受腔的內(nèi)部區(qū)域。
McClure無奈地表示：“盡管我們不斷嘗試，但還是無法修飾清理這些數(shù)據(jù)，無法生成高質(zhì)量文件用于CAD，設(shè)計貼身又好用的成品更是無從談起。”
搜尋三維掃描儀
當(dāng)Joe Johnson向科羅拉多大學(xué)安楚醫(yī)學(xué)校的Cory Christiansen博士提到團(tuán)隊面臨的困境時，博士推薦他們聯(lián)系埃太科在丹佛市的金牌授權(quán)經(jīng)銷商Reality 3D，他們在修復(fù)、假肢等醫(yī)療相關(guān)應(yīng)用方面具有多年經(jīng)驗。
不久，Johnson和McClure見到了Reality 3D的Matt Filkins，他向兩位推薦了Artec Eva。
Artec Eva
多年來，Artec Eva已經(jīng)成為修復(fù)師和許多醫(yī)療工作者的首選，這并非毫無緣由。Eva一次次證明了自己采集各類平面的實力，特別是人體掃描，精度可達(dá)亞毫米級，操作簡便，對專家和新手都很友好。
起初，McClure因價格偏高而遲疑不決，但產(chǎn)品演示沒幾分鐘，他就發(fā)現(xiàn)Eva可以簡化工藝，大幅降低物料成本，不出兩個月，就能收回成本。
于是，他們欣然采購了設(shè)備，再也沒有遲疑后悔。
Eva掃描的模具接受腔（Artec Studio截圖）
最后的效果令人驚艷：“換成三維掃描和打印工藝后，完成每款Quatro的時間縮短了75%。”
McClure說道：“省下這么多時間和物料成本，而且現(xiàn)在我們正在以前所未有的力度打開市場，所以使用這些新技術(shù)，公司早就邁過了盈虧平衡點。”
Artec Eva為每個項目節(jié)省數(shù)小時之多
McClure補(bǔ)充道：“有了Eva，我們可以在短短幾分鐘內(nèi)完成整份掃描，而過去，制作一個石膏模具，得花上幾個小時。”
McClure表示：“隨著認(rèn)知水平和操作方法的提升，我們預(yù)計工藝時間還將繼續(xù)下降。掃描數(shù)據(jù)精度驚人，所以我們還能利用Eva制成的3D模型進(jìn)行有限元分析。”
Eva為Rustin完成的Quatro掃描（Artec Studio截圖）
每位患者需要的時間不同，當(dāng)然也取決于掃描對象——已有模具、接受腔、殘肢等。
平均而言，掃描加Artec Studio軟件處理，需要30分鐘至一小時，隨后保存為完整的STL文件，導(dǎo)出至Geomagic Freeform。
Geomagic Form讓Quatro數(shù)字雕刻栩栩如生
Freeform可以把項目中所有的STL模型拼合起來，包括患者殘肢石膏模型、現(xiàn)成的接受腔、診斷后的接受腔等各種制作Quatro需要的部件。
這時，Eva亞毫米級精度的掃描就顯得尤為重要，創(chuàng)建假肢多個結(jié)構(gòu)元素時，它們將作為參照，最后才安裝至相應(yīng)位置。
然后，Quatro四個面板調(diào)節(jié)的壓縮區(qū)可以輕松對齊至接受腔，安裝在設(shè)計師指定的位置。
Quatro假肢的Geomagic Freeform截圖
根據(jù)患者殘肢的尺寸和需要的壓力類型和調(diào)節(jié)程度，可定制面板尺寸和形狀。
通過Freeform中的傳統(tǒng)CAD工具，可對面板進(jìn)行精細(xì)建模。之后，在HP Jet Fusion 4200上3D打印所有部件，整個接受腔可以在15分鐘之內(nèi)組裝完畢。
McClure說道：“目前，從掃描到為患者裝上Quatro，差不多要花2周時間。隨著工藝不斷優(yōu)化，我們期待可以把周期縮短至數(shù)天。”
傲視群雄
盡管Quatro初入市場不久，但初步的反饋和研究都表明，和傳統(tǒng)假肢相比，它更耐用，使用壽命更久。
Hughes使用中的新款Quatro
通過觸手可及的控制旋鈕，輕松調(diào)節(jié)假肢位置，舒適度和穩(wěn)定性全由患者自行支配。
此外，3D打印的部件強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，制成的接受腔患者可以穿戴多年。
走出國門，走向世界
但是，Quorum公司服務(wù)的遠(yuǎn)不止這些忠實粉絲。“Eva讓我們走出了科羅拉多北部。今天，我們不再需要Quorum的假體專家和技術(shù)人員在屋子里陪著患者，”McClure說道。
“只要借助三維掃描技術(shù)，全世界任何地方的客戶都能給我們發(fā)送模型進(jìn)行設(shè)計和打印。也就是說，我們可以單純負(fù)責(zé)制造，將這項技術(shù)推廣至全國乃至全球。”
對Hughes來說，調(diào)節(jié)到合適的位置后，他就能完全自如行動，比如參加拳擊比賽，或經(jīng)營自己的非營利組織B-BOLD，他為各年齡段的殘疾人士提供非接觸性拳擊教學(xué)。
Rustin Hughes（左）和殘疾人士拳擊班
整形修復(fù)，三維掃描呼聲日漸增長
Reality 3D的Matt Filkins對整形修復(fù)領(lǐng)域的三維技術(shù)潛力如此評價道：“就拿退伍軍人醫(yī)院來說，我們看到的是成千上百的老齡退役軍人，其中不少截肢患者，他們余生需要得到科技的眷顧。”
他補(bǔ)充道：“三維掃描和打印為整形修復(fù)領(lǐng)域帶來了傳統(tǒng)方式無法給予的優(yōu)勢：高精度，患者舒適，物力人力成本降低，無需多次往返，多種設(shè)計可能等等。
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