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DOI: 10.1055/s-2007-977285
Auswahl und Optimierung von Rapid Prototyping Techniken zur Herstellung anatomischer Modelle für die chirurgische Operationsplanung
Ziele: Durch die ständige Weiterentwicklung industrieller Rapid Prototyping (RP) Techniken stehen immer mehr unterschiedliche Verfahren zur Erstellung anatomischer Knochenmodelle für die medizinische Operationsplanung zur Verfügung. Beispielhaft wurden die Stereolithographie, die Lasersintertechnik und das 3D-Drucken auf ihre spezifischen Eigenschaften und weiteres Optimierungspotential hinsichtlich klinischer Anwendungen untersucht und verglichen. Methode: Aus hochaufgelösten CT-Scans von fünf Patienten wurden die knöchernen Strukturen segmentiert und in ein standardisiertes Oberflächendatenformat übergeführt. Mit jeder Herstellungsmethode wurde je ein Satz RP-Modelle pro Patient hergestellt. Die Modelle wurden im CT vermessen und dann für die Operationsplanung benutzt. Die Modelle wurden für Operationen im Mund-Kiefer-Gesichtsbereich unter anderem zur Planung der Entnahme und Bearbeitung autologer Transplantate verwendet. Ergebnis: Die Abweichungen der Modelle zu den Patientendaten lagen im wesentlichen unter +/- 1mm. Die Genauigkeit aller Modelle war damit für die OP-Planungen hinreichend. Stereolithographie-Modelle bieten das realistischste Handling und lassen sich zur präoperativen Planung wie reale knöcherne Strukturen bearbeiten. Nachteilig sind die Beschädigungen durch das Entfernen der fertigungsbedingten Unterstützungsstrukturen. Die lasergesinterten Modelle sind am detailgetreuesten, jedoch schwer zu bearbeiten. Aufgrund ihrer Stabilität sind sie zusätzlich zur Dokumentation und Lehre geeignet. Die 3D-Druckmodelle lassen sich schneller und billiger herstellen. Sie weisen jedoch Detailmängel auf und sind besonders brüchig. Nach besonders sorgfältigem Infiltrieren mit einem speziellen Epoxidharz gelang es uns jedoch die Modelle zu bearbeiten und zu sterilisieren. 3D-Drucke ermöglichen eine besonders preisgünstige Planung von Eingriffen an großen knöchernen Strukturen. Schlussfolgerung: Durch besondere Nachbearbeitung können 3D-Drucke die preisgünstige Planung komplexer und auch großer Eingriffe ermöglichen. Stereolithographie und Lasersintern kommen als teure Techniken für spezielle Problemstellungen in Betracht.
Korrespondierender Autor: Schwaderer E
Universitätsklinik Tübingen, Radiologische Diagnostik, Hoppe-Seyler-Str. 3, 72076 Tübingen
E-Mail: erwin.schwaderer@med.uni-tuebingen.de
Operationsplanung - Stereolithographie - Rapid Prototyping