概要:許多格雷福斯病患者選擇手術干預。但這么做往往會帶來嚴重副作用,引起不適和失眠等問題。
目標:使用手持式3D掃描儀(Artec Eva)數(shù)字捕獲一位患者的臉部,隨后使用特殊的柔韌性材料(BioFlex)3D打印定制面具。這副面具可以幫助患者獲得整晚好眠。
使用工具:Artec Eva, Artec Studio
意大利公司Digital Maison使用Artec Eva捕獲患者臉部的精確幾何以設計制作3D打印眼罩,從而緩解睡眠障礙。
葛瑞夫茲氏病,又稱巴塞杜氏病,其發(fā)病率大約為男性0.5%,女性3%,眼球突出癥(一個或兩個眼球突出)為主要癥狀之一。突出的眼球不便移動,常常會導致過度流淚、畏光和視野變窄等問題。為改善這一病理現(xiàn)象,一些治療方案往往從藥理和荷爾蒙治療入手來治療葛瑞夫茲氏病,并輔以手術干預治療眼球突出。
眼球突出癥患者
但手術往往無法避免副作用,其中之一就是上瞼提肌(上部眼瞼上提肌肉)腱組織損傷,無法閉眼,導致患者夜晚無法入睡。
一位48歲的女性患者手術一年后就遭遇了這一難題,飽受睡眠障礙的困擾,且無法通過睡眠眼罩或睡墊緩解。
一家位于意大利托里諾的3D掃描與打印服務供應商Digital Maison便簽約為這位患者開發(fā)定制眼罩。
“與我們簽約的Kairos 3D了解我們的掃描技術,尤其是我們通過小型醫(yī)療項目探索3D掃描、建模和打印新技術的熱情,” Digital Maison的投資人Paolo Gianolio說道。“我們的目標是利用低成本技術提供快速解決方案。”
在前一個項目中,Digital Maison使用了一臺掃描儀、Rhinoceros快速建模和Zprinter快速原型技術為足部畸形的患者設計了一款特殊的鞋履。Paolo也是15年前意大利3D掃描儀論文的早期研究員之一。
“本項目中,我們使用了Artec Eva,這是唯一一款可以捕獲中小型物體表面大量細節(jié)、且使用操作簡單明了的掃描儀,”Paolo說道。“便攜的掃描儀讓我可以直接在患者家中完成掃描,在心理上減輕了負擔。”
使用Artec Eva掃描患者
經(jīng)過幾分鐘的掃描以及Artec Studio的數(shù)據(jù)處理,就可以得到一個帶紋理的臉部精確3D圖像:
使用Artec Eva完成的患者臉部3D模型,帶紋理/無紋理
Artec Studio測量工具讓Paolo發(fā)現(xiàn)了患者不同姿勢下(臥姿和坐姿)臉部形狀的差異:若患者從臥姿換成坐姿,柔軟部分的肌膚,主要為臉頰部分,其移動距離可高達5毫米。
“如果一個項目的最終目的是要制作一個適合臉部的設備,比如現(xiàn)在這個項目,需要做一個睡眠眼罩,那避免初始誤差就很重要,”Paolo說道。“顯然,我還需要平躺姿勢下的臉部掃描。但是,在Artec Studio中對比兩份掃描,并找到高度差異也是一件很有意思的事。”
藍色表示與坐姿相比,臥姿時會下沉的肌膚區(qū)域。
Paolo在3D網(wǎng)格上使用Rhinoceros 5表面建模,設計了眼罩的3D模型。矯正器復制了臉部表面并進行完善,確保能避免全部光源,且在夜間休息時眼瞼能夠閉合。
Rhinoceros 5開發(fā)的佩戴眼罩的患者臉部3D模型
最終版模型嘗試使用了一些材料在Delta Wasp 3D打印機上進行FDM打印(熔融沉積造型術,打印機逐層打印)。最終選擇了Bioflex,這是一種半剛性材料,可以保證緊密貼合且舒適度高。
3D打印的眼罩
“這一項目旨在為具體患者解決具體問題,今后可以用于類似案例,幫助患者解決類似問題,”Paolo說道。“掃描儀可以用來制作完全個性化的設備,能解決醫(yī)療難題。”
若需要眼罩等矯正設備,可聯(lián)系Digital Maison獲取詳細情況。