Напечатанные на 3D-принтере вспомогательные устройства (например, протезы) становятся все более доступными и бюджетными в странах Западной Африки. Узнайте, как компания 3D Sierra Leone использует для этого технологии 3D-сканирования и 3D-печати.
Название компании: 3D Sierra Leone, Фонд 3D Printing in Developing Countries Foundation
Тип: некоммерческая организация
Местонахождение: Масанга, Сьерра-Леоне
Цель: производство доступных вспомогательных устройств, напечатанных на 3D-принтере
Потребность: современные, гибкие и масштабируемые 3D-решения для оптимизации рабочего процесса
Решения:
- Сканеры серии SHINING 3D EinScan
- Специализированное программное обеспечение 3DMedX
- 3D-принтеры Ultimaker
Contents
Сложная ситуация в области здравоохранения
Известный факт: страны Западной Африки сталкиваются с серьезной нехваткой медицинского персонала.
Менее десяти лет назад Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) опубликовала тревожную статистику, указывающую на «утечку из страны медицинских работников». В 2015 году в Сьерра-Леоне на 6 миллионов человек приходилось 136 врачей. Это низкий показатель: всего 0,2 врача на 1000 человек.
Отсутствие медицинской инфраструктуры частично можно объяснить двумя серьезными событиями, с которыми недавно столкнулась эта страна: гражданская война (1991–2001 гг.) и вспышка лихорадки Эбола (2014–2016 гг.).
Кроме того, более двух третей из оставшихся в стране врачей работают в городах, из-за чего жители сельской местности в еще большей степени недополучают услуги здравоохранения. При этом острая необходимость в медицинской помощи существует как для городского, так и для сельского населения.
В частности, сочетание таких факторов, как инфекции, сложные раны, дорожно-транспортные происшествия и очень долгое время ожидания медицинской помощи, нередко приводит к ампутации конечностей.
3D Sierra Leone и Фонд 3D Printing in Developing Countries Foundation
В контексте этих событий нидерландская исследовательская группа создала проект 3D Sierra Leone и, как следствие, фонд 3D Printing in Developing Countries Foundation. Этот проект в основном связан с разработкой и производством доступных протезов. Рассказывает одна из основателей организации, доктор наук Мерел Ван дер Штельт:
«В странах с низким и средним уровнем дохода мало кто может позволить себе качественные и доступные протезы. […] Наша цель — предоставить недорогие индивидуальные протезы, напечатанные на 3D-принтере, а также выстроить полный рабочий процесс для местного персонала с использованием 3D-сканеров и программного обеспечения на базе искусственного интеллекта».
Делясь накопленными знаниями в области современных технологий, группа постепенно расширяет возможности местного медперсонала для его самостоятельной работы и охвата еще большего числа жителей Сьерра-Леоне.
Команда 3D Sierra Leone поделилась моментами своей вдохновляющей работы в короткометражном фильме (см. ниже), который получил специальный приз на кинофестивале ВОЗ «Здоровье для всех» в 2022 году.
Вспомогательные устройства, напечатанные на 3D-принтере с использованием 3D-сканирования и искусственного интеллекта
Для достижения поставленной цели обеспечить местных жителей с ампутированными конечностями недорогими протезами компания 3D Sierra Leone в 2018 году открыла лабораторию в Больнице Масанга. В работе команда использовала 3D-сканирование, программное обеспечение CAD и 3D-печать.
3D-сканирование пациентов
Первым важным шагом в этом процессе стало 3D-сканирование культи пациента. Сначала компания 3D Sierra Leone использовала для этого 3D-сканер SHINING 3D EinScan Pro.
Изначально они взяли это оборудование в аренду у компании MakerPoint, нидерландского поставщика 3D-технологий и партнера SHINING 3D.
В 2019 году компания SHINING 3D подарила лаборатории 3D-сканер EinScan Pro 2X Plus, а несколькими годами позже передала в дар также сканеры EinScan H и Einstar. Благодаря этому портативному и простому в использовании оборудованию можно выполнить безболезненное бесконтактное 3D-сканирование всей конечности пациента.
Кроме того, 3D-сканеры позволяют быстро собирать и обрабатывать данные. По результатам когортного исследования, проведенного компанией 3D Sierra Leone, весь процесс, включая подготовку сканера и клинический осмотр культи, занимает всего около 15 минут. (Полный текст исследования можно прочитать здесь.)
Еще одно важное преимущество 3D-сканеров EinScan производства SHINING 3D — их портативность. Сотрудники 3D Sierra Leone могут взять их с собой на выезд на любое расстояние. Все, что при этом нужно, —портативный аккумулятор для питания сканера и ноутбука, и данные можно будет передать в лабораторию.
Автоматизированное проектирование с помощью искусственного интеллекта
Как только 3D-данные готовы, сотрудники приступают к проектированию в 3DMedX. Это уникальное медицинское CAD-решение, разработанное командой 3D Lab в Медицинском центре Университета Радбауд.
На данный момент в программном обеспечении интегрирован полуавтоматический рабочий процесс создания протеза голени. Благодаря этому команда может спроектировать приемную гильзу протеза всего за 2 минуты. Подобное достижение — результат применения алгоритма на базе ИИ, который использует данные нидерландской компании по производству протезов. Таким образом, 3DMedX может прогнозировать форму гильзы протеза на основе анализа более ранних случаев и данных пациентов.
Подобная технология не только ускоряет текущие процессы, но и упрощает адаптацию и обучение новых сотрудников, независимо от их уровня знаний в области ИТ или протезирования.
«На данный момент сотрудники из числа местного населения могут самостоятельно работать с 3D-сканером, а также проектировать протезы с помощью разработанного нами программного обеспечения. Им еще требуется обучение, но основные действия они могут совершать самостоятельно», — объясняет Мерел.
Помимо этого, компания SHINING 3D оказывает помощь в интеграции программного обеспечения сканера EinScan H непосредственно в 3DMedX. Совсем скоро местные протезисты при изготовлении протеза смогут вместо нескольких программ использовать одно программное решение.
3D-печать созданной конструкции
После завершения проектирования команда 3D Sierra Leone отправляет файл на один из своих 3D-принтеров, переданных в дар компанией Ultimaker — нидерландским производителем 3D-принтеров. В них используется технология послойного нанесения материала (Fused Filament Fabrication, FFF), при которой трехмерные объекты создаются из нити пластика, которая плавится через горячее сопло.
Это экономичный способ 3D-печати, с помощью которого можно создать протез примерно за 12–14 часов. С учетом всего процесса и связанных с ним расходов (например, на зарплаты, коммунальные услуги) это обходится команде примерно в 100 евро за одно изделие.
Однако для пациентов окончательная цена составляет всего около 15 евро. Это настоящий подарок судьбы для жителей страны, где средний доход едва превышает 40 долларов в месяц.
Заключение
Команда 3D Sierra Leone добилась поразительного прогресса в достижении своей цели по созданию доступных напечатанных на 3D-принтере вспомогательных устройств. Она разработала быстрый и простой в освоении процесс, объединив в нем 3Dсканирование и 3D-печать с помощью интуитивно понятных программных решений.
Компания 3D Sierra Leone уверенно движется к расширению своей деятельности и оказанию помощи еще большему количеству пациентов. Мы надеемся, что она расширит свое присутствие в других развивающихся странах, население которых нуждается в доступных индивидуальных вспомогательных устройствах.
Мы рады видеть, что подаренные нами 3D-сканеры используются в таком плодотворном проекте, и надеемся на продолжение сотрудничества в долгосрочной перспективе. Если вы или ваша некоммерческая организация желаете использовать 3D-сканирование в своей работе, вы можете связаться с нами и узнать, чем мы можем вам помочь.
Контактные данные: [email protected]
