Szybkie wytwarzanie protez i ortez

PEŁNY TYTUŁ PROJEKTU:
Automatyzacja projektowania i szybkiego wytwarzania zindywidualizowanych wyrobów ortopedycznych i protetycznych na podstawie danych z pomiarów antropometrycznych

ŹRÓDŁO FINANSOWANIA:
Narodowe Centrum Badań i Rozwoju

CZAS REALIZACJI:
2018 – 2020

PRZEDMIOT I CEL PROJEKTU:

Dlaczego obecnie proteza kosztuje około 20 tys. zł, a orteza 4 tys. zł? Bo żeby ją zrobić potrzeba dużo specjalistycznej pracy ręcznej. W projekcie chcemy ją ograniczyć, a nawet wyeliminować co w efekcie pozwoli obniżyć koszt zaopatrzenia ortopedycznego i jednocześnie dostarczyć je szybciej. Jeżeli złamiesz nogę na nartach czy deskorolce to pewnie nie chcesz czekać na usztywniacz (ortezę) przez dwa tygodnie. A gdyby było takie urządzenie do którego wkładasz złamaną nogę, a po kilkudziesięciu minutach odbierasz gotowy usztywniacz?

Tradycyjny proces wytwarzania tych wyrobów wymaga wykonywania odcisków gipsowych i odlewów. Potem technik protetyk buduje konstrukcje ortezy czy protezy. W przypadku protez często muszą też one spełniać wymogi estetyczne więc dochodzi jeszcze malowanie takiej protezy. Po wykonaniu pacjent może umawiać się na przymiarkę, a jeżeli będzie czuł dyskomfort to proteza/orteza wraca do poprawy przez technika. Dla dorosłych jest to bardzo niekomfortowe i stresujące, a pomyślmy o dzieciach. Cały ten proces trwa nawet kilka tygodni.

Bardziej nowoczesne podejście polega na wykorzystaniu skanerów 3D i drukarek 3D. Na początku pacjent ma skanowaną 3D kończynę na której ma być zamontowane oprzyrządowanie medyczne. Potem technik protetyk z wykorzystaniem programów komputerowych projektuje ortezę/protezę, a następnie drukuje ją na drukarce 3D. Jeszcze przymiarki i ewentualne ręczne poprawki. Taki proces zajmuje kilka dni, głównie przez czas projektowania przez technika, i wymaga pracy operatora skanera 3D, technika protetyka i operatora drukarki 3D. Pacjent musi dwa razy odwiedzić zakład protetyczny – zebranie miary/skanowanie 3D, dopasowanie i odbiór ortezy/protezy.

Nasze rozwiązanie ma wyeliminować z tego procesu potrzebę wizyty na zebranie miary/skanowanie 3D oraz osoby zajmujące się obsługą skanera 3D, projektowaniem ortezy/protezy i obsługą drukarki 3D. Docelowo chcemy żeby powstało automatyczne urządzenie, które będzie można postawić na korytarzu szpitala czy poradni protetycznej. Pacjent będzie korzystał z intuicyjnego automatycznego systemu komputerowego połączonego z systemem pomiarowym i drukarką 3D.

Przykładowo dla protezy kosmetycznej przedramienia, ciąg logicznych kroków będzie wyglądał następująco:

• skanowanie 3D kikuta, żeby móc zaprojektować protezę ściśle dopasowaną do konkretnego przypadku – tu system wskaże pacjentowi jak ma ustawić kikut aby wykonać skan 3D, zajmie to około minuty,
• skanowanie 3D drugiej kończyny, żeby móc zaprojektować taką protezę, która będzie najlepiej wizualnie pasować do danego pacjenta – tu podobnie jak przy kikucie,
• na podstawie tych pomiarów zostanie automatycznie zbudowany komputerowy model protezy albo ortezy – zajmie to systemowi około 15-20 minut,
• mając model 3D możemy go w pierwszej kolejności zwizualizować i wprowadzić kosmetyczne zmiany dostosowując go do potrzeb pacjenta, następnie zatwierdzić i wydrukować na drukarkach 3D w całkowicie zautomatyzowany sposób.

PLANOWANE WYNIKI PROJEKTU:

• Skrócenie czasu oczekiwania na protezę/ortezę z 4 tygodni do nawet 1 dnia,
• Skrócenie czasu zaangażowania pacjenta z kilkunastu godzin do 45 minut komfortowej pracy z systemem komputerowym,
• Zmniejszenie dyskomfortu i stresu pacjenta związanego z wizytami w pracowni protetycznej,
• Obniżenie kosztu wytwarzania zaopatrzenia ortopedycznego poprzez ograniczenie pracy ręcznej,
• Zwiększenie dostępności poprzez umieszczenie systemu w szpitalach, klinikach, pracowniach protetycznych i pracowniach fizjoterapii, a nawet szkołach czy przedszkolach specjalnych. Obecnie w wielu mniejszych miejscowościach nie ma pracowni ortopedycznych.

KIEROWNIK PROJEKTU:
dr inż. Filip Górski, prof. PP
filip.gorski@put.poznan.pl