Artec Eva aiuta a creare protesi a prezzi accessibili in Guatemala

15/05/2019

Veronica ha perso in una brutale aggressione la parte inferiore del suo braccio destro. Dopo una permanenza di sei settimane in ospedale, una sua amica le ha presentato i dottori della clinica protesica di LifeNabled, all'ospedale Shalom di San Benito, Guatemala. Durante la sua visita, i dottori hanno parlato con lei di come potevano aiutarla, cosa aspettarsi, quanto tempo ci sarebbe voluto e come la sua vita stava per cambiare per il meglio.

l'ospedale Shalom

Hanno iniziato subito. Prima hanno realizzato un calco in fibra di vetro del moncherino, quindi hanno scansionato l'interno dell calco con lo scanner 3D a colori palmare Artec Eva (come descritto nel dettaglio di seguito, insieme al processo di progettazione), dopo di che il nuovo braccio 3D di Veronica è stato stampato e preparato per essere indossato. Poche ore dopo, il nuovo braccio era al suo posto, e la sua vita non è mai stata più la stessa da allora.

Oggi Veronica lavora e studia teologia presso un'università locale. Dopo essersi ripresa e aver ricevuto il suo nuovo braccio alla clinica LifeNabled, ha trascorso sei mesi in classi speciali dove ha imparato a cucinare diversi piatti.

Veronica, diretta al lavoro

L'ospedale Shalom, sede della clinica guatemalteca di LifeNabled, è stato fondato da due missionari americani, Tim e Doris Spurrier che, con i loro due figli, sono saliti in macchina e hanno guidato a sud dall'Ohio per cinque giorni. Quando sono arrivati in Guatemala, la famiglia ha capito di aver finalmente trovato la propria "casa". Non se ne sono più andati.

Alla fine hanno deciso di aprire una clinica protesica nel loro piccolo ospedale e nel 2006 hanno invitato a fargli visita Brent Wright, un protesista e ortottista certificato. Brent è arrivato e ha rapidamente organizzato la clinica, la prima e unica del suo genere in tutto il Guatemala.

Brent Wright, con una delle sue creazioni

Per Wright e il suo team di volontari, per non parlare dei numerosi pazienti della clinica, la scansione e la stampa 3D sono state una vera rivoluzione: il costo tradizionale dei materiali per realizzare un braccio protesico è tra gli 800 e i 1200 dollari, ma con la tecnologia 3D "Possiamo realizzare un braccio con circa 4 dollari di materiali", ha riferito Wright.

Uno dei suoi sogni è rendere le protesi alla portata di chiunque ne abbia bisogno in tutto il mondo, specialmente nelle regioni più povere dove sono presenti solo 1 o 2 specialisti. Wright ha riferito che i tempi sono maturi per una rivoluzione nel mondo delle protesi. "Solo negli ultimi 18 mesi i materiali per la stampa 3D sono diventati abbastanza durevoli per realizzare protesi efficaci e resistenti."

La ricerca del metodo migliore lo ha portato infine alla scansione 3D e allo scanner portatile di Artec 3D Artec Eva. Utilizzato in svariati settori, dall'assistenza sanitaria al reverse engineering, per la cattura digitale di oggetti in 3D a colori ad alta risoluzione, Eva è stata una svolta decisiva per Wright e per la clinica.

Ma questo non vuol dire che sia stata una soluzione semplice da applicare. Wright desidera raggiungere i più alti livelli di precisione nel suo lavoro, specialmente con le protesi più difficili.

"La scansione 3D è l'ideale per catturare la forma, ma non è necessariamente la scelta migliore per catturare la forma sotto un carico, o la struttura del tessuto sottostante, quindi sono ancora fermamente convinto della necessità di effettuare un buon calco", ha continuato, "Ma abbiamo sviluppato alcune tecniche per scansionare l'esterno o l'interno dei calchi. Il che ci permette di scoprire l'anatomia sottostante e il volume effettivo dell'arto del paziente sotto tensione ".

Riferendosi alla scansione 3D senza contatto, Wright ha detto: "Ogni volta che esegui la scansione diretta di un paziente, stai tirando a indovinare dove si trovi l'anatomia sottostante e quale sia il vero volume dell'arto sotto carico ... e quando si tratta di protesi, preferirei non tirare a indovinare."

"Parlando di Eva, lo scanner in sé è sorprendente, ma il software, Artec Studio, è ancora migliore. Dopo aver tolto il calco, l'ho tagliato in due parti. Con Eva, eseguo rapidamente la scansione di entrambi le metà, quindi le riunisco facilmente in Studio in un unico modello 3D estremamente accurato. In questo modo ottengo il miglior compromesso, una scansione 3D di precisione, combinata con la precisione che solo un calco dell'arto del paziente sotto carico può dare. Quindi il modello 3D finale sarà perfetto dal punto di vista anatomico e includerà delle dimensioni di volume appropriate, che una semplice scansione senza contatto non è in grado di dare".

All'ospedale Shalom, montando le nuove protesi

"E Artec Eva scansiona l'interno dei calchi meglio di qualsiasi altra soluzione da noi provata ... è l'unico scanner 3D che svolga l'operazione in modo impeccabile", ha dichiarato Wright.

Per raggiungere questa versione con scansione 3D del processo, in confronto al lungo e laborioso metodo tradizionale di realizzazione delle protesi, l'intera sequenza consiste nel fare un calco in fibra di vetro dell'arto interessato del paziente, avvolgendolo e marcandolo correttamente (per indicare sporgenze ossee, rotula, punti di pressione, ecc.), aspettando quindi 3-4 minuti che si asciughi, quindi tagliandolo e preparandolo per la scansione.

La scansione viene eseguita direttamente in Artec Studio , dove l'oggetto sottoposto a scansione viene visualizzato sullo schermo in tempo reale, in modo da poter vedere immediatamente come in pochi secondi viene eseguita la scansione dell'intero calco da cima a fondo. Da lì, è sufficiente allineare le scansioni in un modello, quindi esportarlo in altre applicazioni, come un software CAD/CAM.

"Basta esportare il modello come file OBJ su Geomagic Freeform, una scelta eccellente per il tipo di lavoro di progettazione e modifica che devo fare. Lo uso con un dispositivo tattile, quindi posso sentire tutte le curve e le ondulazioni dell'oggetto stesso sul palmo della mia mano. Lo adoro", ha detto Wright.

Wright utilizza anche Fusion360 per progettare giunti e le altre funzioni personalizzate di ogni dispositivo. Anche se il metodo tradizionale di creazione di protesi avrà sempre il suo posto, per LifeNabled la scansione 3D ha aperto una porta che ha cambiato per sempre sia il modo di lavorare che la velocità e la flessibilità di cui i medici dispongono.

"L'aspetto migliore di realizzare protesi in questo modo, tramite Eva e l'elaborazione digitale, è che posso farlo letteralmente ovunque. Una volta terminata la scansione, il che richiede davvero poco tempo, posso persino sedermi davanti alla TV con il mio portatile e finire così il resto del lavoro di progettazione", ha detto Wright.

Progettazione di una nuova protesi

"E questo significa che un paziente può entrare e uscire dalla clinica in appena un'ora."

Ma ci sono ancora molti miglioramenti possibili. La clinica ha ancora bisogno di tecnici esperti nella realizzazione di protesi, un processo apparentemente facile, che in realtà può rivelarsi molto impegnativo. Un anno di allenamento pratico combinato con un'intensa attività sul campo è il minimo per diventare esperti nella creazione di protesi. "L'esperienza pratica conta moltissimo in questo lavoro", ha detto Wright, "Non basta certo leggere un libro o due."

Applicazione di una protesi dell'avambraccio

Wright e sua moglie Meredith vanno in Guatemala due volte all'anno caricando nelle loro valigie e borse tutto ciò che possono portare con sé: Artec Eva, due stampanti 3D (Filament Innovations), un laptop Alienware ad alta potenza, lastre in alluminio per protesi di gambe, filamenti in plastica per stampanti 3D (CF PETG, PETG, policarbonato, ecc.), ginocchia protesiche, piedini Niagara, fibra di vetro per fusione e molto altro.

Nel corso degli anni, hanno fornito più di 400 protesi agli amputati del Guatemala. Molti dei loro pazienti sono cresciuti e sono ora sulla soglia dell'età adulta. Una volta senza speranza e spesso sentendosi inutili, o addirittura maledetti, questi ragazzi e ragazze oggi stanno perseguendo attivamente carriere come insegnanti e dottori, uomini d'affari e lavoratori.

I piani futuri di LifeNabled includono l'offerta di corsi di stampa 3D basati su protesi accreditati CE, nonché la creazione di un programma di formazione che consentirà a qualsiasi organizzazione di acquisire le competenze necessarie per rendere le protesi disponibili a chi ne ha bisogno in tutto il mondo. In definitiva, LifeNabled ha in programma di offrire sia una formazione completa che componenti protesici in tutto il mondo, in modo che gli amputati possano ricevere protesi convenienti indipendentemente dal reddito o dalla distanza dalle aree metropolitane.

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