Artec Eva помогает создавать невероятно реалистичные манекены для медиков из ковидных отделений

Автор: Лоретта Мари Перера

Задача: Использовать реалистичные манекены для оттачивания навыков искусственной вентиляции легких пациентам с Covid-19.

Решение: Artec Eva, Artec Studio, лайфкастинг, отлив, лепка

Результаты: Тысячи реалистичных манекенов используются для обучения медиков в Великобритании и по всему миру.

Когда только появилась компания Lifecast Body Simulation (Lifecast BodySim), она стала знаковым событием в киноиндустрии: созданные ею манекены выглядели настолько реалистично, что многие просто не могли отличить их от настоящих людей.

Кровопролитные военные сцены, спецэффекты и сверхъестественные события — команде из лондонской студии Elstree Studios подвластно абсолютно всё. Они работали над самыми популярными блокбастерами и массовками, например, им принадлежат спецэффекты в фильмах «Чёрный ястреб», «Спасти рядового Райана», «Форсаж» и многих других картинах. Однако проработав несколько лет над созданием мертвых тел для киностудий, они получили предложение от двух медиков, которые предложили поставлять манекены для медицинской подготовки.

Дыхательные аппараты тестируются на манекенах, оборудованных катетерами, которые полностью повторяют функцию легких. (Фото из аккаунта @Lifecastbodysim в Instagram)

«Дейв и Роб — известные фельдшеры, которые работали во многих странах мира, включая горячие точки, — рассказывает Тристан Скунраад, британский художник и скульптор, известный многим под псевдонимом Скуни. — Они пришли к нам и сказали, что могли бы использовать наши реалистичные манекены для отработки медицинских навыков». Помимо работы в студии Life3d Studios, которая предлагает решения для лепки, 3D-сканирования и печати (преимущественно для киностудий, телевидения и деятелей искусства), Скуни также является директором проекта Lifecast BodySim, где должность со-основателя и творческого директора занимает его отец, Джон Скунраад.

Lifecast BodySim успели начать работу в этой отрасли еще до начала пандемии. «Мы многие годы работали в сфере медицины, — делится Джон Скунраад. — В последнее время интерес к ней увеличился, а мы так и остались единственными, кто предоставляет подобные услуги».

23 марта, всего за две недели до того, как Великобритания вошла в фазу самоизоляции в связи с пандемией Covid-19, создатели Lifecast BodySim пожертвовали пять своих манекенов госпиталям Национальной службы здравоохранения в Найтингейле — эти временные отделения интенсивной терапии были организованы в ответ на угрозу распространения новой коронавирусной инфекции.

На первоначальном этапе 2000 медиков в Великобритании прошли подготовку на этих манекенах и научились работать с заболеваниями, связанными с Covid-19: осложнениями со стороны дыхательной системы и затрудненностью дыхания. Особое внимание в процессе обучения уделялось работе с респираторами, вентиляторами и кувезами.

Реалистичные манекены используются для подготовки медиков к работе в условиях пандемии Covid-19: диагностированию, лечению заболеваний дыхательных органов и т. п. (Фото Lifecast Body Simulation)

В экстренных ситуациях и в том хаосе, который коронавирусная инфекция принесла в медицинские учреждения по всему миру, точность является залогом успеха. «Можно очень навредить, если хотя бы одну из этих процедур провести неправильно, — поясняет Джон Скунраад. — Если вы отработаете навыки на силиконовом тренажере, то, когда придется столкнуться с лечением человека, вы уже будете иметь необходимый опыт».

Чтобы эти манекены выглядели максимально реалистично, к процессу их разработки необходимо подходить тщательно и основательно. Особенно это касается подробного воссоздания головы человека. В этой ситуации нужен сканер, который не оставляет без внимания ни малейшей детали, такой как Artec Eva.

3D-сканер со структурированной подсветкой разработан специально для создания точных 3D-моделей с текстурой. Artec Eva идеально подходит для работы с объектами среднего размера, такими как выхлопная система мотоцикла, строительное оборудование, или, как в данном случае, тело человека. Eva абсолютно безопасен для любой поверхности, включая человеческий глаз, и работает быстро и очень точно.

Сотни лет для создания 3D-копий тела живого человека использовался процесс, известный как лайфкастинг, который предусматривает использование специальных формовочных материалов и заливки. Сегодня он повсеместно используется в киноиндустрии и сфере дизайна и включает в себя такие техники, как изготовление пасты из сушеных морских водорослей, которая затем наносится на тело для получения формы. По приблизительной оценке Скунраада, чтобы изготовить одну только голову, придется потратить не менее 20 минут на создание формы, а затем еще несколько часов на ее подготовку и последующую заливку. В целом, на лайфкастинг всего тела может понадобиться не менее трех часов, тогда как сканирование занимает считаные минуты.

И хотя у лайфкастинга в настоящее время есть свои преимущества: привычность и возможность отобразить все особенности тела сразу на форме (в нем упускается процесс печати и лепки), — всё же индустрия больше склонна к переходу на 3D-сканирование, частично или полностью.

В Lifecast BodySim лайфкастинг часто используется в паре с Artec Eva. Например, Artec Eva используется для получения модели головы, а лайфкастинг — для остальных частей тела. Однако применение исключительно 3D-сканера показало свои преимущества, особенно при работе с пожилыми людьми, для которых сам процесс лайфкастинга может оказаться сложным.

«Кода мы сканируем людей, мы получаем более реалистичное выражение лица. В отличие от лайфкастинга, мы, например, создаем модель с открытыми глазами», — делится Джон Скунраад. Еще одним преимуществом 3D-сканирования является то, что скорость съемки позволяет сделать дополнительные сканы, чтобы заснять необходимое выражение лица или позу, если вдруг на полпути понимаешь, что уже сделанные кадры тебе не нравятся.

Он добавляет: «Процесс лайфкастинга — не самая приятная процедура для человека, с которого снимают слепок, в то время как сканирование проходит быстро, легко и точно. Во время 3D-съемки нужно просто стоять несколько минут с распростертыми руками. Причем сканирование можно провести в любом месте: в отеле, студии. Да, 3D-съемка — это очень удобно».

После завершения съемки полученные данные обрабатываются в Artec Studio, а затем отпечатываются. «После этого мы берем отпечатанные модели, доводим до совершенства и создаем форму», — описывает процесс производства Джон Скунраад. На этом этапе используется формовочная глина Monster clay, которая отличается высокой пластичностью и уникальной эластичностью. Она позволяет добавлять мелкие детали, например, морщины. Затем в полученную форму заливается силикон, который и создает невероятно реалистичные тела.

Одним из завершающих этапов создания манекена является использование натуральных волос. Этот процесс берет на себя Грейси Скунраад, профессиональный парикмахер и жена Тристана Скунраада.

«После того, как тела полностью готовы, мы в буквальном смысле пересаживаем им волосы (для этого используются волосы человека или тибетских быков), — рассказывает Грейси, которая прядь за прядью пришивает, ввязывает или приклеивает волосы к голове, а также создает ресницы и брови. — Очень сложно создать действительно реалистичный вид. Но как только у манекена появляются волосы, настоящие волосы, он сразу же становится похож на человека».

Однако манекены могут похвастаться не только поразительным сходством с человеком. Уровень их разработки настолько высок, что их можно оборудовать дыхательной системой и другими внутренними органами. По словам Джона Скунраада, у манекенов даже можно измерить пульс и частоту дыхания. Но и это ещё не всё. «У каждого нашего манекена в горле установлена камера, — добавляет он. Она используется для отработки навыков интубирования и позволяет медикам практиковаться в правильном введении трубок в горло. — Если посмотреть на горло любого из наших манекенов, то его невозможно отличить от настоящего».

Технологию 3D-сканирования также использовали для цифровой сборки и примерки компонентов манекенов, включая внутренние органы, а также для создания цифровых прототипов деталей, которые еще только предстоит изготовить, или же для сканирования и печати тех элементов, которые будет очевидно сложно получить методом литья, например, реберную клетку.

3D-сканирование часто используется для создания точных копий внутренних органов. (Изображение предоставлено компанией Life3D Studios)

«Изображенная здесь реберная клетка основана на сопутствующем технологическом продукте, который позволяет проводить на определенных тренажерах условную ультразвуковую диагностику, — поясняет Джаспер Тернер из Life3D Studios. — Она должна была соответствовать форме уже имеющейся грудной клетки, в которой была представлена только одна половина ребер». Для получения точной копии имеющейся технологии и формы использовалось 3D-сканирование и режим «Отражение», а затем полный набор ребер был установлен в силиконовый манекен.

Всего за три года работы компания Lifecast BodySim значительно увеличила клиентскую базу и теперь работает с разными странами мира. «Сейчас наши манекены есть в Индии, Австралии, Германии, Франции, Саудовской Аравии — во всём мире», — делится Джон Скунраад. Чтобы обеспечить манекенами медработников в США, компания открыла производственный центр во Флориде. В идеале на изготовление одного тела уходит неделя, но учитывая, что одновременно студия может работать над несколькими разными моделями, а также из-за сокращения производства, вызванного вспышкой Covid-19, каждый месяц выпускается более 15 манекенов.

После отлива в форме силиконовые манекены приобретают невероятно реалистичный вид благодаря тому, что им добавляют волосы, морщины и смоделированные функции организма. (Фото предоставлено компанией Life3D Studios)

Патрик Торн из Patrick Thorn 3D видит особую важность и ценность такой работы в современном мире. «Многие годы студентов учили по отдельным частям тела, органам, скелетам и подобным моделям, — рассуждает он. — Однако сегодня правила и нормативы стали строже, поэтому медикам необходимы еще более реалистичные тренажеры. Life 3D и их таланты поставляют самое реалистичное учебно-тренировочное оборудование: полные и частичные модели, которые даже наощупь невозможно отличить от тела человека».

Особенно важное значение работа Lifecast BodySim получила во время этой глобальной пандемии.

«В эти непредсказуемые времена, связанные с Covid-19, меня очень радует, что люди задумываются о покупке и использовании технологии 3D-сканирования для разработки изделий, способных защитить тех, кто работает на передовой линии борьбы с болезнью», — резюмирует Торн.

В то время как использование 3D-технологии во время пандемии для многих оказалось невероятным, Джон Скунраад ничуть не удивлен. «Мы уже не первый раз применяем 3D-технологии, — рассказывает он. — Нам хорошо знакомы программное обеспечение и продукты Artec: они нам очень, очень помогали. И мы гордимся, что всегда стараемся быть чуть более продвинутыми».

«Сейчас мы всего лишь начинаем осваивать эти решения».

Связаться с нами