Creación de ortopedia y prótesis óptimas con Artec Eva y Spider

06/06/2019

Un especialista de ortesis y prótesis necesitaba encontrar la mejor solución de escaneo 3D para realizar rápidamente productos de alta precisión, al mismo tiempo que reduce los costos producción.

El mercado global de ortopedia y prótesis (O&P) se estimó en $ 8.15 mil millones en 2017. Esta cifra está aumentando en todo el mundo cada año debido al envejecimiento de la población, el aumento de las lesiones relacionadas con los deportes y la baja forma física, así como el creciente volumen de diabetes. Amputaciones y cáncer de hueso. Para el año 2050, se espera que la cantidad de personas mayores de 60 años se duplique, pasando de 962 millones en 2017 a 2.1 mil millones en 2050.

A medida que aumenta la demanda de productos de O&P, los planes médicos gubernamentales y las compañías de seguros han estado examinando las reclamaciones más de cerca que nunca, no pagando sin más como hacían antes. Lo que esto significa para los especialistas en O&P es márgenes más estrechos, así que se enfocan en entregar soluciones que son muy necesarias y no están disponibles en stock.

Una de esas prácticas de O&P es Hagen Orthotics & Prosthetics de Willmar, Minnesota. El propietario, Warren Hagen, veterano de combate, experto en ortopedia y prótesis certificado, se ha centrado en su pasión por ofrecer las mejores soluciones de O&P a sus pacientes. Warren cree que la tecnología juega un papel crucial, porque lo que ha funcionado durante muchos años no siempre es lo que mejor funciona. Día a día, busca maneras de hacer que sus productos y servicios sean cada vez mejores.

Lo que nos lleva al escaneo 3D. Lo que solo hubiera sido el sueño de un fanático de la ciencia ficción hace unos años, hoy se ha convertido en realidad. Los pacientes se sientan, se relajan y se les escanean las piernas, los pies, los brazos u otras partes del cuerpo con un escáner 3D de mano. Esto generalmente toma de 2 a 5 minutos. Luego, estos escaneos se convierten en modelos 3D destinados a una impresora 3D o un enrutador especializado que "talla" prótesis de espuma de EVA y otros materiales. Todo esto se hace en la misma oficina. Y los niveles de precisión, ahorro de costos y calidad de los productos han sido notables.

"Con cada uno de los pasos, desde el escáner hasta el uso del enrutador, el ahorro de tiempo es de al menos un 30%", dijo Warren Hagen, "y, a largo plazo, el ahorro total en costos ha superado el 30%".

Pero no siempre fue así. Han utilizado varios escáneres 3D a lo largo de los años, como Amfit, pero después de una cuidadosa investigación, finalmente se decidieron por Artec Eva y Spider, dos escáneres profesionales de color en 3D que son conocidos por su uso en campos como medicina, ciencia y otras industrias. Ambos escáneres utilizan luz estructurada 100% segura, lo que los hace perfectos para el medicina, tanto para técnicos como para pacientes. Eva se compró a un distribuidor de Gold Certified Laser Design y Spider a un distribuidor de Rapidscan 3D.

“Cada uno de nuestros escáneres Artec nos permite producir modelos increíbles con los que trabajar”, dijo Hagen, “Eva es lo mejor para trabajar con partes del cuerpo más grandes, y Space Spider es perfecto para modelos de fundición y proyectos más pequeños y detallados ".

Para diseñar productos de O&P ,en el pasado, antes del escaneo 3D, usaban yeso y fibra de vidrio para hacer los moldes para los pacientes. Si bien estas tecnologías son ciertamente una opción si son necesarias, son complicadas y requieren mucho tiempo, ya que la escayola de yeso toma un promedio de 200% a 500%  del tiempo necesario para realizar un escaneo digital 3D preciso (2-5 minutos para un escaneo) frente a 11 minutos con el método tradicional. Los ahorros en costos también son impresionantes, con un reparto promedio que cuesta más de $ 50 en materiales, sin mencionar los costos de mano de obra asociados con su creación. El costo de un escaneo 3D es mucho menor.

"Muchos de nuestros pacientes son ancianos, y tener que sentarse quietos para un elenco no es algo cómodo para ellos", dijo Hagen, "y ahí es donde realmente brillan Eva y la Space Spider... tener que quedarse quietos solo un par de minutos hace que sea una experiencia mucho más agradable para ellos.

Y en los últimos años, el aumento en la satisfacción del paciente ha pasado de "satisfecho" a "encantado". Hagen explicó: "Nuestros pacientes ven rápidamente que esto no es algo que puedan comprar sin receta ... es un producto personalizado diseñado exactamente para ellos". , creado para adaptarse perfectamente a su anatomía y estilo de vida, y les durará mucho tiempo. La movilidad es muy importante, especialmente cuando envejecemos. Y les estamos devolviendo eso, con verdadero confort y es algo que cuentan a sus familiares y amigos.

El proceso de trabajo actual es el siguiente: el paciente entra y se evalúa, lo que implica un examen físico, verbal, historial del paciente, etc. luego se escanea el brazo o la pierna del paciente u otra parte del cuerpo con Eva o con Space Spider, donde se realizan las exploraciones directamente en Artec Studio, que es donde las exploraciones se unen y se procesan en un modelo 3D, y en el caso de un modelo de un pie se envía como un archivo STL a Fitfoot360 (un programa de diseño ortopédico personalizado), o a Meshmixer para otras partes del cuerpo (pierna, brazo, etc.), y después de cualquiera de ellas, se envía el modelo 3D. al software Aspire para preparar el modelo 3D a tallar,finalmente se envía al enrutador Freedom para tallarlo.

El modelo 3D final también se puede enviar a Simplify, para la impresión 3D. En el caso de una prótesis, después de cortar, la cubierta superior se pega y el producto acabado se lleva al paciente para su ajuste. En cuanto a la impresión 3D, la práctica también es diseñar y crear aparatos para las piernas, muñecas, pies y manos con regularidad.

"El nivel de precisión del que estamos hablando es inmejorable, y el hecho de que siempre podamos entregarlo, sin lugar a dudas, es algo que simplemente no podemos ignorar", dijo Hagen, "Y escanear con Eva y Space Spider es tan fácil como 1-2-3, donde puede ver el escaneo allí mismo en la pantalla en Artec Studio, para que sepa exactamente que su escaneo está capturando todos los datos, porque lo ves en tiempo real ".

También han estado usando Eva y Space Spider para un proceso que han llamado "Shell Offset". Implica escanear la parte específica del cuerpo, como un brazo o una pierna, y luego enviar el modelo 3D a un programa como Meshmixer. Por ejemplo, si un paciente se ha roto el brazo derecho, entonces es su brazo izquierdo el que se escanea con Eva (Space Spider se usa para las partes más pequeñas del cuerpo), porque el brazo izquierdo es la extremidad sana. En el software, esta extremidad se "refleja" para que ahora se vea como el brazo derecho del paciente. Esto crea el nivel deseado de simetría con los brazos izquierdo y derecho.

A partir de ahí, el modelo 3D del nuevo brazo se modifica para eliminar cualquier defecto o para agregar la acumulación del brazo en áreas óseas o cerca de las articulaciones. Esto es para agregar puntos de confort al aparato después de que se imprima. A partir de este punto, la "carcasa" se crea al hacer una copia digital del brazo y aumentar el desplazamiento en tamaño a cualquier grosor deseado. El tamaño de la extremidad digital 3D se amplía en las coordenadas x, y y z. Tanto la extremidad modificada como la cubierta de la carcasa se seleccionan en el software, para hacer la cubierta de coraza / refuerzo hueca utilizando el comando de edición de la diferencia booleana en Meshmixer.

"Así es como creamos una cubierta, carcasa, etc. perfectas", dijo Hagen, "También hacemos algunas cosas como construir áreas clave del aparato para reforzar contra la rotura, y también usamos el software para cortar y recortar áreas alrededor del aparato para que el paciente pueda quitarla más fácilmente. Luego enviamos el aparato a nuestra impresora 3D".

"Nuestros aparatos están diseñadas para durar muchos meses, sino años, según el uso por parte del paciente, el diseño del aparato y los materiales utilizados". Hagen Orthotics and Prosthetics utiliza la más alta calidad de materiales como EVA, MDF, así como varios plásticos como como PETG, PLA, copolímero, polipropileno y PCTPE. "Obviamente, una abuela y un obeso de 320 libras necesitarán diferentes tipos de aparatos, y nos complace decir que siempre podremos darles a ellos, o a cualquiera, exactamente lo que necesiten ".

AFO (ortesis de tobillo y pie) impresa en 3D por Warren Hagen y Artec Spider