Szpital Uniwersytecki Ołomuniec – fantomy drukowane w 3D to fakt!

Druk 3D ma wiele różnych zastosowań w medycynie. Przedstawiliśmy Wam już IKEM, specjalistyczny szpital w Pradze, który wykorzystuje wydrukowane modele organów w odprawach przed operacjami. Dziś pokazujemy Szpital Uniwersytecki w Ołomuńcu, w Czechach, który używa druku 3D do testowania sprzętu radiologicznego (różnego rodzaju maszyn rentgenowskich, tomografii komputerowej, tomografii emisyjnej pojedynczych fotonów – SPECT/CT, pozytonowej tomografii emisyjnej – PET/CT), używając własnych modeli o różnych kształtach i rozmiarach: tak zwanych fantomów.

Szpital Uniwersytecki w Ołomuńcu jest jednym z największych czeskich szpitali, zapewniając szerokie spektrum usług medycznych dla dzieci i dorosłych. Ogromny kompleks składa się z ponad 50 budynków, w których pracuje 3500 osób. W 2018, medycy z Katedry Fizyki Medycznej i Ochrony przed Promieniowaniem zaczęli używać fantomów drukowanych w 3D do testowania metod obrazowania opartych na promieniowaniu jonizującym. Tworzenie własnych fantomów, zamiast kupowania ich, oznacza duże oszczędności czasu, pozwalając na używanie modeli dopasowanych dokładnie do potrzeb aktualnych eksperymentów, jednocześnie pozwalając oszczędzać fundusze liczone w tysiącach EUR. Komercyjnie dostępne fantomy mają ograniczony zasób kształtów i rozmiarów, a szpital w Ołomuńcu potrzebował modeli o konkretnych kształtach, niezbędnych do testowania ich zaawansowanych urządzeń.

Głównym wyzwaniem był dobór odpowiedniego materiału. Na początku używana była specjalna mieszanka PETG z włóknami szklanymi, ale została ona zamieniona na standardowy ABS, który okazał się mieć odpowiednią charakterystykę w przystępnej cenie. Oprócz tego gęstość zarówno PETG, jak i ABS jest podobna do wody, co oznacza, że w obliczu promieniowania rentgenowskiego i gamma, zachowują się podobnie do tkanek ludzkich.

Puste modele są przetwarzane przy pomocy PrusaSlicer i drukowane z jednym obrysem, bez wypełnienia. Dla poprawy nieprzemakalności są one pokrywane powłoką epoksydową XTC-3D. Takie modele, zgodnie z dotychczasowymi doświadczeniami, mają taką samą trwałość jak fantomy dostępne komercyjnie i mogą być wielokrotnie używane przez bardzo długi czas. Dla potrzeb kalibracji są one wypełniane roztworem jodu dla tomografii lub radioaktywną substancją dla SPECT i PET. Zazwyczaj są następnie umieszczane w pojemnikach wypełnianych płynem (oryginalnych lub również drukowanych w 3D), które symulują ludzkie ciało przez rozpraszanie promieniowania X/gamma lub obecność radiofarmaceutyka.

Drukowanie fantomów na drukarkach 3D Original Prusa ułatwiło nam testowanie naszych skanerów. Często potrzebujemy różnych, konkretnych kształtów, a druk 3D jest do tego idealny,” komentuje dr inż. Jaroslav Ptáček, naczelnik Katedry Fizyki Medycznej i Ochrony przed Promieniowaniem. “Daje nam to również wyższą elastyczność i efektywność w porównaniu do tradycyjnych metod. Cenimy sobie trwałość wydruków 3D pokrywanych XTC-3D, które mogą być dzięki temu wykorzystywane często i przez długi czas.

Strona WWW: http://www.fnol.cz