3D-Druck einer spezialangefertigten Augenmaske für Morbus Basedow-Patientin

04/11/2016

Das italienische Unternehmen Digital Maison erfasst mithilfe von Artec Eva die geometrische Beschaffenheit des Gesichts einer Patientin, um eine Augenmaske zu entwerfen und in 3D zu drucken.

0,5% der Männer und 3% der Frauen leiden unter der Basedow'schen Krankheit, auch als Morbus Basedow bekannt. Zu den häufigsten Symptomen gehören hervortretende Augäpfel (Exophthalmus). Der Exophthalmus und die damit einhergehende Unbeweglichkeit der Augäpfel führen zu übermäßigem Tränenfluss, Lichtempfindlichkeit und der Einschränkung des Gesichtsfeldes. Zur Linderung dieser Beschwerden folgt auf eine Arzneimittel- und Hormontherapie zur Behandlung der Basedow'schen Krankheit ein chirurgischer Eingriff am Auge.

Patienten mit Exophthalmus

Bei der Operation besteht das Risiko, das Sehnengewebe des Oberlidhebers (Musculus levator palpebrae superioris) zu beschädigen. In diesem Fall lässt sich das Auge nicht mehr richtig schließen und der Patient findet nachts keinen Schlaf.

So entwickelte eine 48-jährige Patientin ein Jahr nach der Operation eine Schlafstörung, die sich durch kein gängiges Mittel (wie Schlafmaske, Augenklappen etc.) beheben ließ.

Daher wurde Digital Maison, ein Anbieter von 3D-Scans und -Drucken aus Turin, mit der Entwicklung einer individuellen Augenmaske für die Patientin beauftragt.

"Die Firma Kairos 3D hat sich an uns gewandt. Sie kennt unsere Scanning-Fähigkeiten und weiß, dass wir eine Leidenschaft für kleine medizinische Projekte hegen, bei denen wir neue Technologien in den Bereichen 3D-Scanning, -Modellbau und -Druck ausprobieren können", so Paolo Gianolio, Inhaber von Digital Maison. "Unser Ehrgeiz ist es, in kurzer Zeit bezahlbare Lösungen zu entwickeln."

Zuvor hatte Digital Maison für einen Patienten mit schwerer Fußmissbildung einen Spezialschuh entworfen. Hierfür nutzte das Unternehmen einen Scanner, 3D-Modellierung mit Rhinoceros und Rapid Prototyping auf einem ZPrinter. Paolo Gianolio gilt in Italien als 3D-Techniker der ersten Stunde, der schon vor 15 Jahren eine Abhandlung zu 3D-Scannern verfasst hat.

"Für dieses Projekt nutzten wir Artec Eva, den einzigen Scanner für kleine bis mittelgroße Objekte, der Oberflächen detailliert erfasst und zudem äußerst leicht zu handhaben ist", erklärt Paolo Gianolio. "Dank der Tragfähigkeit des Geräts konnte ich den Scan bei der Patientin zuhause durchführen, was für sie eine psychologische Entlastung bedeutete."

Scannen der Patientin mit Artec Eva.

Innerhalb weniger Minuten des Scannens und der Datenverarbeitung in Artec Studio lag ein präzises, farbiges 3D-Bild des Gesichts vor.

Das mit Artec Eva erstellte 3D-Modell des Gesichts, mit und ohne Farbe.

Mit dem in Artec Studio integrierten Messinstrument konnte Paolo Gianolio erstaunliche Abweichungen in der Gesichtsform feststellen, je nachdem ob die Patientin lag oder saß: An besonders weichen Stellen wie an den Backen kann der Wechsel von der liegenden in die sitzende Position eine Abweichung von bis zu fünf mm bedeuten.

"Wenn man eine Maske herstellt, die perfekt sitzen soll, kommt alles darauf an, Fehlerquellen von vorneherein auszuschließen", so Paolo Gianolio. "Mir war klar, dass ich einen Scan von ihrem Gesicht in der horizontalen Position brauchte. Dennoch war es interessant, die beiden Scans in Artec Studio zu vergleichen und die Unterschiede festzustellen."

Die blaue Farbe markiert, an welchen Stellen die Gesichtshaut in der liegenden Position flacher anliegt als in der sitzenden.

Paolo Gianolio nutzte die Oberflächenmodellierung in Rhinoceros 5, um aus dem 3D-Polygonnetzmodell eine fertige Maske zu entwerfen. Die Orthese stellt eine perfekte Nachbildung des Gesichts dar, so dass beim Schlafen kein Licht eindringt und die Augenlider geschlossen sind.

Das 3D-Modell des Gesichts mit der in Rhinoceros 5 entwickelten Augenmaske.

Vor Fertigstellung des endgültigen Modells wurden auf einem Delta Wasp 3D-Drucker verschiedene Materialtests für den FDM-Druck ausgeführt (FDM: Fused Deposition Modeling, auf deutsch Schmelzschichtungsverfahren). Die Wahl fiel auf Bioflex, ein halbsteifes Material, das eine gute Passform und einen hohen Tragekomfort garantiert.

Die in 3D gedruckte Augenmaske

"Die Erfahrungen aus diesem Projekt lassen sich auf andere Fälle übertragen, bei denen Patienten unter ähnlichen Beschwerden leiden", so Paolo Gianolio. "Dank des Scanners können wir für nahezu jeden medizinischen Zweck personalisierte Hilfsmittel entwickeln."

Falls Sie sich für eine Orthese wie diese Augenmaske interessieren, wenden Sie sich an Digital Maison, um nähere Auskünfte zu erhalten.

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