Технологии 3D-печати в лечении пациентов с травмами и заболеваниями предплечья и кисти


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В последнее десятилетие спектр применения трехмерной печати (3D-печати) в хирургии расширяется. В травматологии, ортопедии и реабилитации повреждений верхних конечностей растет интерес к созданию шин и ортезов, способных учитывать индивидуальные анатомические особенности человеческого тела. Традиционные ортезы и шины не всегда удобны и могут приводить к таким нежелательным последствиям, как боль, отек, давление или даже отсутствие терапевтического эффекта. Рассматриваются перспективность технологии 3D-печати в медицине с начала ее массового внедрения, особенности моделирования, изготовления и применения средств иммобилизации повреждений и заболеваний верхних конечностей по данным отечественных и зарубежных публикаций за последние5 лет. Анализируются данные о функциональности 3D-печатных конструкций шин и ортезов, используемых для иммобилизации верхней конечности, по сравнению с традиционными способами фиксации. Трехмерные изображения пациентов с травмой, полученные с помощью компьютерной томографии, магнитно-резонансной томографии или с использованием 3D-сканера, могут быть использованы для создания виртуальных 3D-моделей предплечья, запястья, пальцев пациента, а 3D-печать с учетом этих анатомических моделей позволяет создавать персонализированные шины и ортезы. Благодаря индивидуальному подходу и использованию разнообразных решений трехмерная печать может найти широкое применение в травматологии и ортопедии. В результате такого подхода возникает возможность внедрять и эффективно использовать разнообразные решения, которые найдут поддержку в здравоохранении.

Об авторах

В В Хоминец

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

С А Пелешок

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

Д А Волов

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

М В Титова

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

М И Елисеева

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

С В Кушнарев

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

А В Ширшин

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

В Н Адаменко

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

Я И Небылица

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Кушнарев, С.В. Создание трехмерных физических моделей на основе изображений компьютерной томографии (первый опыт) / С.В. Кушнарев [и др.] // Известия Росс. воен.-мед. акад. - 2018. - № 4. - С. 53-56.
  2. Нагибович, О.А. 3D-печать для медицины / О.А. Нагибович [и др.] // Первая российская конференция: физика - наукам о жизни: тез. докл. - СПб., 2016. - С. 155.
  3. Нагибович, О.А. Применение технологии 3D-печати в медицине / О.А. Нагибович [и др.] // Клин. патофизиол. - 2017. - Т. 23, № 3. - С. 14-21.
  4. Ayoub, A.F. A novel approach for planning orthognathic surgery: the integration of dental casts into three-dimensional printed mandibular models / A.F. Ayoub [et al.] // Int. J. Oral. Maxillofac Surg. - 2014. - Vol. 43. - P. 454-459.
  5. Bangeas, P. Rapid prototyping in aortic surgery / P. Bangeas [et al.] // Interactive CardioVascular and Thoracic Surgery. - 2016. - Vol. 22. - P. 513-514.
  6. Baronio, G. A Critical Analysis of a Hand Orthosis Reverse Engineering and 3D Printing Process / G. Baronio [et al.] // Applied Bionics and Biomechanics. - 2016. - P. 1-7.
  7. Baronio, G. Concept and Design of a 3D Printed Support to Assist Hand Scanning for the Realization of Customized Orthosis / G. Baronio [et al.] // Appl. Bionics Biomech. - 2017. - P. 1-8.
  8. Brown, M. Postburn contractures of the hand / M. Brown[et al.] // Hand Clin. - 2017. - Vol. 33. - P. 317-331.
  9. Bunch, P.M. A biomechanical approach to distal radius fractures for the emergency radiologist / P.M. Bunch [et al.] // Emerg. Radiol. - 2016. - Vol. 23, № 2. - P. 175- 285.
  10. Chae, M.P. Emerging Applications of Bedside 3D Printing in Plastic Surgery / M.P. Chae [et al.] // Front Surg. - 2015. - Vol. 2. - P. 25.
  11. Chae, M.P. Image-guided 3D-printing and haptic modeling in plastic surgery / M.P. Chae [et al.] // London: CRC Taylor and Francis Press, 2014. - P. 819-830.
  12. Chen, Y.-J. Application of 3D-printed and patient-specific cast for the treatment of distal radius fractures: initial experience / Y.-J. Chen [et al.] // 3D Printing in Medicine. - 2017. - Vol. 3, № 11. - P. 1-9.
  13. Gadia, A. Emergence of Three-Dimensional Printing Technology and Its Utility in Spine Surgery / A. Gadia [et al.] // Asian Spine J. - 2018. - Vol. 12, № 2. - P. 365-371.
  14. Garg, B. Current status of 3D printing in spine surgery / B. Garg, N.Mehta // J. Clinic. Orthop. Trauma. - 2018. - P. 1-8.
  15. Garg, B. Outcome and safety analysis of 3D printed patient specific pedicle screw jigs for complex spinal deformities: A comparative study / B. Garg [et al.] // J. Spine- 2018. - P. 1-21.
  16. Gerstle, T.L. A plastic surgery application in evolution: three- dimensional printing / T.L. Gerstle [et al.] // Plast. Reconstr. Surg. - 2014. - Vol. 133. - P. 446-451.
  17. Ho-Sung, N. The Application of Three-Dimensional Printed Finger Splints for Post Hand Burn Patients: A Case Series Investigation / N. Ho-Sung [et al.] // Ann. Rehabil. Med. - 2018. - Vol. 42, № 4. - P. 634-638.
  18. Kim, H. Case study: hybrid model for the customized wrist orthosis using 3D printing / H. Kim [et al.] // J. Mech. Sci. Technol. - 2015. - Vol. 29, № 12. - P. 5151-5156.
  19. Kim, S.J. Effect of personalized wrist orthosis for wrist pain with three-dimensional scanning and printing technique: A preliminary, randomized, controlled, open-label study / S.J. Kim [et al.] // Prosthetics and Orthotics International. - 2018. - Vol. 42, № 6. - P. 636-643
  20. Lazar, H.L. Three-dimensional printing in cardiac surgery: Enhanced imagery results in enhanced outcomes / H. L. Lazar // J. Card. Surg. - 2018. - Vol. 33. - P. 1-28.
  21. Li, J. Feasibility study applying a parametric model as the design generator for 3D- printed orthosis for fracture immobilization / J. Li [et al.] // 3D Printing in Medicine. -2018. - Vol. 4, № 1. - P. 1-15.
  22. Li, J. Rapid customization system for 3D-printed splint using programmable modeling technique - a practical approach / J. Li [et al.] // 3D Printing in Medicine. - 2018. - Vol. 4. - P. 1-6.
  23. Li, С. Applications of Three-Dimensional Printing in Surgery / С. Li [et al.] // Surgical Innovation - 2016. - Vol. 24, № 1. - P. 82-88.
  24. Lin, H. A rapid and intelligent designing technique for patient- specific and 3D-printed orthopedic cast / H. Lin [et al.] // 3D Print Med. J. -2015. - Vol. 2, № 4. - P. 1-10.
  25. Lunsfort, C. Innovations with 3-dimensional printing in physical medicine and rehabilitation: a review of the literature / C. Lunsfort [et al.] // PM&R J. -2016. - Vol. 8, № 12. - P. 1201-1212.
  26. Souza M.A. Proposal of custom made wrist orthoses based on 3D modelling and 3D printing / M.A. Souza [et al.] // 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC). - 2017. - P. 3789-3792.
  27. Negi S. Basics and applications of rapid prototyping medical models / S. Negi [et al.] // Rapid Prototyping J. -2014. - Vol. 20, № 3. - P. 256-267.
  28. Olszewski, R. Accuracy of three-dimensional, paper-based models generated using a low-cost, three-dimensional printer / R. Olszewski [et al.] // J. Craniomaxillofac. Surg. - 2014. - Vol. 42, № 8. - P. 1847-1852.
  29. Palousek, D. Pilot study of the wrist orthosis design process / D. Palousek [et al.] // Rapid Prototyping J. - 2014. - Vol. 20, № 1. - P. 27-32.
  30. Paterson, A.M. Comparing additive manufacturing technologies for customised wrist splints / A.M. Paterson [et al.] // Rapid Prototyping J. - 2015. Vol. 21, № 3. - P. 230-243.
  31. Pucci J.U. Connolly Three-dimensional printing: technologies, applications, and limitations in neurosurgery / J.U. Pucci [et al.] // Biotechn. Advances. - 2017. - Vol. 35, № 5. - P. 521-529.
  32. Trauner, K.B. The Emerging Role of 3D Printing in Arthroplasty and Orthopedics / K.B. Trauner // J. Аrthroplasty. - 2018. - Vol. 33. - P. 2352-2354.
  33. Vaish, A. 3D printing and its applications in Orthopedics / A. Vaish [et al.] // J. Clin. Orthop. Trauma. - 2018. - Vol. 9. - P. S74-75.
  34. Wong, T.M. The use of three-dimensional printing technology in orthopaedic surgery: A review / T.M. Wong [et al.] // J. Orthop. Surg. - 2017. - Vol. 25, № 1. - P. 1-7.
  35. Yu-an, J. Additive Manufacturing of Custom Orthoses and Prostheses: A Review / J. Yu-an [et al.] // CIRP 25th Design Conference Innovative Product Creation. - 2015. - Vol. 36. - P. 199-204.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Хоминец В.В., Пелешок С.А., Волов Д.А., Титова М.В., Елисеева М.И., Кушнарев С.В., Ширшин А.В., Адаменко В.Н., Небылица Я.И., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».