3D打印为葛瑞夫兹氏病患者制作定制款眼罩

意大利公司Digital Maison使用Artec Eva捕获患者脸部的精确几何以设计制作3D打印眼罩,从而缓解睡眠障碍。

葛瑞夫兹氏病,又称巴塞杜氏病,其发病率大约为男性0.5%,女性3%,眼球突出症(一个或两个眼球突出)为主要症状之一。突出的眼球不便移动,常常会导致过度流泪、畏光和视野变窄等问题。为改善这一病理现象,一些治疗方案往往从药理和荷尔蒙治疗入手来治疗葛瑞夫兹氏病,并辅以手术干预治疗眼球突出。

眼球突出症患者

但手术往往无法避免副作用,其中之一就是上睑提肌(上部眼睑上提肌肉)腱组织损伤,无法闭眼,导致患者夜晚无法入睡。

一位48岁的女性患者手术一年后就遭遇了这一难题,饱受睡眠障碍的困扰,且无法通过睡眠眼罩或睡垫缓解。

一家位于意大利托里诺的3D扫描与打印服务供应商Digital Maison便签约为这位患者开发定制眼罩。

 “与我们签约的Kairos 3D了解我们的扫描技术,尤其是我们通过小型医疗项目探索3D扫描、建模和打印新技术的热情,” Digital Maison的投资人Paolo Gianolio说道。“我们的目标是利用低成本技术提供快速解决方案。”

在前一个项目中,Digital Maison使用了一台扫描仪、Rhinoceros快速建模和Zprinter快速原型技术为足部畸形的患者设计了一款特殊的鞋履。Paolo也是15年前意大利3D扫描仪论文的早期研究员之一。

“本项目中,我们使用了Artec Eva,这是唯一一款可以捕获中小型物体表面大量细节、且使用操作简单明了的扫描仪,”Paolo说道。“便携的扫描仪让我可以直接在患者家中完成扫描,在心理上减轻了负担。”

使用Artec Eva扫描患者

经过几分钟的扫描以及Artec Studio的数据处理,就可以得到一个带纹理的脸部精确3D图像:

使用Artec Eva完成的患者脸部3D模型,带纹理/无纹理

Artec Studio测量工具让Paolo发现了患者不同姿势下(卧姿和坐姿)脸部形状的差异:若患者从卧姿换成坐姿,最柔软部分的肌肤,主要为脸颊部分,其移动距离可高达5毫米。

“如果一个项目的最终目的是要制作一个完美适合脸部的设备,比如现在这个项目,需要做一个睡眠眼罩,那避免初始误差就很重要,”Paolo说道。“显然,我还需要平躺姿势下的脸部扫描。但是,在Artec Studio中对比两份扫描,并找到高度差异也是一件很有意思的事。”

蓝色表示与坐姿相比,卧姿时会下沉的肌肤区域。

Paolo在3D网格上使用Rhinoceros 5表面建模,设计了眼罩的3D模型。矫正器复制了脸部表面并进行完善,确保能避免全部光源,且在夜间休息时眼睑能够闭合。

Rhinoceros 5开发的佩戴眼罩的患者脸部3D模型

最终版模型尝试使用了一些材料在Delta Wasp 3D打印机上进行FDM打印(熔融沉积造型术,打印机逐层打印)。最终选择了Bioflex,这是一种半刚性材料,可以保证紧密贴合且舒适度高。

3D打印的眼罩

“这一项目旨在为具体患者解决具体问题,今后可以用于类似案例,帮助患者解决类似问题,”Paolo说道。“扫描仪可以用来制作完全个性化的设备,能解决几乎所有医疗难题。”

若需要眼罩等矫正设备,可联系Digital Maison获取详细情况。

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