{"id":61769,"date":"2025-03-10T15:00:25","date_gmt":"2025-03-10T14:00:25","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=61769"},"modified":"2025-03-06T12:20:59","modified_gmt":"2025-03-06T11:20:59","slug":"3d-druck-operationsplanung-100320251","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-druck-operationsplanung-100320251\/","title":{"rendered":"Wie wird 3D-Druck f\u00fcr die Operationsplanung eingesetzt?"},"content":{"rendered":"

Stellen Sie sich vor, wie es war, als die R\u00f6ntgenstrahlen eingef\u00fchrt wurden. Oder CT-Scans und MRTs. Erinnern Sie sich noch daran, wie revolution\u00e4r diese Technologien waren, die es \u00c4rzten erm\u00f6glichten, in den K\u00f6rper eines Patienten zu sehen, ohne ihn aufschneiden zu m\u00fcssen? Eine v\u00f6llig neue Welt, nicht wahr?<\/p>\n

Der gleiche Wandel vollzog sich mit dem Aufkommen des 3D-Drucks<\/a> in der Chirurgie. Anstatt sich auf Bilder auf einem Bildschirm zu beschr\u00e4nken, konnten \u00c4rzte und Patienten gleicherma\u00dfen physische 3D-Werkzeuge verwenden, um Informationen nachzuvollziehen. Heute setzen immer mehr Krankenh\u00e4user<\/a> diese Technologie regelm\u00e4\u00dfig ein, um komplexe oder seltene F\u00e4lle zu visualisieren, und die Ergebnisse sind bemerkenswert: Die Operationszeiten k\u00f6nnen um Stunden verk\u00fcrzt werden, die chirurgischen Ergebnisse k\u00f6nnen verbessert werden und die Patienten k\u00f6nnen mit einem besseren Verst\u00e4ndnis der Situation in die Operation gehen.<\/p>\n

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Bild: Stratasys<\/p><\/div>\n

Tats\u00e4chlich gibt es zahlreiche Anwendungsm\u00f6glichkeiten f\u00fcr den 3D-Druck in der Chirurgie, von der Erstellung von Operationsschablonen bis hin zu ma\u00dfgeschneiderten Implantaten. Mit dem wachsenden Interesse an diesem Bereich werden sich sicherlich weitere neue Anwendungen entwickeln. In diesem Artikel er\u00f6rtern wir, wie 3D-Druck f\u00fcr die Operationsplanung eingesetzt wird und welche Auswirkungen die 3D-gedruckten Werkzeuge haben.<\/p>

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Wie 3D-Druck die Operationsplanung revolutioniert<\/h3>\n

Es gibt verschiedene Arten von 3D-gedruckten Werkzeugen, die f\u00fcr die Operationsplanung verwendet werden. Im Folgenden stellen wir drei der g\u00e4ngigsten vor. Da diese Technologie noch relativ neu ist, werden diese Werkzeuge oft mit unterschiedlichen Namen bezeichnet, wir f\u00fcgen der Klarheit halber auch alternativen Bezeichnungen hinzu.<\/p>\n

Chirurgische Modelle<\/h4>\n

Chirurgische Modelle sind 3D-Darstellungen der Anatomie eines Patienten im Ma\u00dfstab 1:1, die den Chirurgen bei der Operationsplanung unterst\u00fctzen. Chirurgische Modelle gehen einen Schritt weiter als herk\u00f6mmliche CT- oder MRT-Scans und sind ein translatives Werkzeug, das die r\u00e4umliche Beziehung zwischen Organen, Knochen oder Gewebe zeigt – je nachdem, welche Anatomie f\u00fcr den jeweiligen Fall relevant ist. H\u00e4ufig werden chirurgische Modelle verwendet, um zu verstehen, wo sich Tumore im Verh\u00e4ltnis zur umgebenden Anatomie befinden, und um Rekonstruktionsstrategien zu entwickeln. Diese sind sowohl f\u00fcr den Arzt als auch f\u00fcr den Patienten und seine Familie informativ.<\/p>\n

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Chirurgisches Modell eines 3D-gedruckten, patientenspezifischen Modells, das ein Aneurysma einer Hirnarterie darstellt. (Bild: 3D4MED)<\/p><\/div>\n

Chirurgische Schablonen<\/h4>\n

Chirurgische Schablonen werden auch als Schnittf\u00fchrungen bezeichnet und dienen der F\u00fchrung des Chirurgen w\u00e4hrend des Eingriffs. Diese Einmalinstrumente werden speziell f\u00fcr den Patienten angefertigt und dann w\u00e4hrend des Eingriffs direkt am K\u00f6rper angebracht. Sie funktionieren wie eine Schablone, indem sie dem Chirurgen zeigen, wo er eine Klinge, eine Schraube oder ein anderes Werkzeug ansetzen muss. Manchmal k\u00f6nnen sie auch die Tiefe und Richtung eines Eingriffs angeben. Im Wesentlichen tragen chirurgische Schablonen dazu bei, die Genauigkeit des Eingriffs zu gew\u00e4hrleisten. Sie werden f\u00fcr verschiedene Operationen verwendet, z. B. in der kraniomaxillofazialen Chirurgie, der Zahnchirurgie, bei Osteotomien und in der orthop\u00e4dischen Chirurgie.<\/p>\n

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Patientenspezifische Beckenschneideschablone, 3D-gedruckt in der Produktionsst\u00e4tte von Insight Surgery im Children’s Nebraska. (Bild: Insight Surgery)<\/p><\/div>\n

Simulation<\/strong><\/h4>\n

Simulationsmodelle \u00e4hneln chirurgischen anatomischen Modellen, werden aber nicht f\u00fcr einen patientenspezifischen Fall, sondern f\u00fcr die Ausbildung und Schulung verwendet. Sie k\u00f6nnen auf die gleiche Weise wie f\u00fcr einen patientenspezifischen Fall entworfen werden, aber da sie nicht f\u00fcr die pr\u00e4operative Planung eines bestimmten Patienten verwendet werden, k\u00f6nnen sie ver\u00e4ndert oder sogar ohne radiologische Bildgebung erstellt werden. Sie k\u00f6nnen lebensechte Merkmale aufweisen, bei denen jedes St\u00fcck der Anatomie das echte Gewebe nachahmt. Das Fleisch f\u00fchlt sich an wie Fleisch, die Knochen f\u00fchlen sich an wie Knochen, die Organe ahmen die entsprechende Dichte des jeweiligen Organs nach und stellen eine m\u00f6gliche Alternative zu Leichen dar. Chirurgen k\u00f6nnen an diesen Modellen vollst\u00e4ndig simulierte Operationen durchf\u00fchren. Phantome sind eine spezielle Art von Simulationen, die in radiologischen Praxen f\u00fcr die Ausbildung in R\u00f6ntgen-, CT-, MRT- und Ultraschallverfahren verwendet werden. Bei diesen Simulationen sehen die 3D-gedruckten Materialien echten Patientengeweben sehr \u00e4hnlich, was zu einer besseren Ausbildung der Bildgebungsexperten und zu einer geringeren Strahlendosis (oder Scanzeit bei MRT\/Ultraschall) f\u00fcr den Patienten f\u00fchrt.<\/p>\n

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Chirurgen \u00fcben an einem 3D-gedruckten p\u00e4diatrischen Herzmodell (Bild: Stratasys)<\/p><\/div>\n

Warum wird 3D-Druck f\u00fcr chirurgische Hilfsmittel eingesetzt?<\/h3>\n

3D-gedruckte Hilfsmittel sind nicht f\u00fcr jeden chirurgischen Eingriff erforderlich, was rechtfertigt also ihre Herstellung? Bei chirurgischen Modellen und Anleitungen geht es in der Regel um eine einzigartige oder komplexe Anatomie – ein Fall, der mit MRT- oder CT-Scans allein nicht zu erkennen ist. Laut Dr. Peter Rose, einem orthop\u00e4dischen Tumorchirurgen an der Mayo Clinic in Rochester, Minnesota, sind Hilfsmittel ein Vorteil, wenn ein Eingriff im zentralen Teil des K\u00f6rpers erforderlich ist.<\/p>\n

Er erkl\u00e4rt: „Wenn jemand zum Beispiel einen Tumor am Knie hat, ist das ziemlich einfach zu verstehen. (…) Die Schnitte, die man macht, sind gr\u00f6\u00dftenteils ziemlich gerade Schnitte, die man mit einer R\u00f6ntgenkamera und einer Schneideschablone oder freih\u00e4ndig machen kann. Aber bei Tumoren, die sich beispielsweise im und um das Becken herum befinden, oder bei Tumoren, die sich in und um die Wirbels\u00e4ule herum befinden, sehr kompliziert sind und sich \u00fcber mehrere verschiedene anatomische Kompartimente erstrecken, ist [der 3D-Druck] eine \u00e4u\u00dferst hilfreiche Methode.“<\/em><\/p>\n

Dr. Rose weist darauf hin, dass es bei Krebserkrankungen wichtig ist, den Krebs vollst\u00e4ndig und in einem St\u00fcck zu entfernen, mit einer Manschette aus normalem Gewebe um ihn herum als Rand. \u201eDie Anatomie, an der wir arbeiten m\u00fcssen, ist oft nicht gerade und rechteckig<\/em>\u201c, sagt er. \u201eSie ist gekr\u00fcmmt und bewegt sich, so konnten wir mithilfe des 3D-Drucks die Bahnen identifizieren, die wir f\u00fcr den Schnitt um die Dinge herum verwenden w\u00fcrden<\/em>.“<\/p>\n

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Chirurgisches Modell eines Tumors (schwarz und lila) auf dem Beckenknochen (wei\u00df), zusammen mit den ven\u00f6sen (blau) und arteriellen (rot) Gef\u00e4\u00dfen. Dieses patientenspezifische Modell wurde zur Planung der chirurgischen Resektion eines Beckentumors verwendet, damit der Chirurg die Morphologie, Lokalisierung und Gef\u00e4\u00dfversorgung der Masse besser verstehen konnte. (Bild: 3D4MED)<\/p><\/div>\n

Phantome und Simulationen hingegen k\u00f6nnen f\u00fcr die allgemeine chirurgische Ausbildung oder zum \u00dcben bestimmter Patientenf\u00e4lle gedruckt werden. Das Seattle Children’s Hospital beispielsweise druckt die Luftr\u00f6hren von Patienten mit Atemproblemen in 3D. Der HNO-Arzt kann dann im 3D-gedruckten Abbild schneiden und n\u00e4hen und so den Eingriff vor der echten Operation \u00fcben.<\/p>\n

Wie werden 3D-gedruckte Instrumente gefertigt?<\/h3>\n

Bei jedem 3D-Druckverfahren ist der erste Schritt immer die Erstellung des 3D-Modells, sei es durch einen Scan oder einen selbst konzipierten Entwurf. Da die Aufnahme eines CT- oder MRT-Scans bereits Teil des pr\u00e4operativen Prozesses ist, sind die Scans schon f\u00fcr den 3D-Druck verf\u00fcgbar. Anhand dieser MRT- oder CT-Scans aus der radiologischen Abteilung k\u00f6nnen 3D-Bildgebungsspezialisten 3D-Modelle der gew\u00fcnschten Anatomie entwickeln. Nat\u00fcrlich sieht der Prozess des 3D-Drucks von chirurgischen Instrumenten anders aus, je nachdem, ob ein Krankenhaus den 3D-Druck selbst durchf\u00fchrt oder ihn auslagert. In diesem Abschnitt gehen wir auf den allgemeinen Arbeitsablauf f\u00fcr den 3D-Druck von Teilen in Krankenh\u00e4usern ein.<\/p>\n

Sobald die Scans vorliegen, m\u00fcssen die 3D-Bildgebungsspezialisten eine Segmentierung vornehmen, d. h. festlegen, welche Strukturen f\u00fcr eine bessere Visualisierung gew\u00fcnscht sind. Das Hauptziel der Segmentierung ist es, die Grenzen der verschiedenen Teile wie Tumor, Knochen, Organe und Blutgef\u00e4\u00dfe zu bestimmen. F\u00fcr den 3D-Druck muss dies oft manuell erfolgen, da die F\u00e4lle, die in 3D gedruckt werden, fast immer einzigartig sind. Es wurden jedoch einige KI-L\u00f6sungen in diesen Prozess integriert.<\/p>\n

Der 3D-Manager von Children’s Nebraska, Gabe Linke<\/a>, erkl\u00e4rt: \u201eIn einigen F\u00e4llen hilft uns [KI] am Anfang ein wenig weiter, aber dann haben wir eine Menge manueller Arbeit. (…) Wir sind gespannt, denn wenn die KI besser wird, werden wir wahrscheinlich immer weniger Daten ben\u00f6tigen, um erfolgreiche Modelle zu trainieren<\/em>.\u201c<\/p>\n

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Bild: Bastawrous et. al.<\/p><\/div>\n

Technologien und Materialien<\/h4>\n

Sobald die 3D-Datei erstellt ist, kann gedruckt werden – aber welche Technologien und Materialien sollen verwendet werden? Der Prozess erfordert eine Beratung mit \u00c4rzten und 3D-Bildgebungsspezialisten oder Ingenieuren – auf jeden Fall mit Personen, die die Anforderungen des Einzelfalls spezifizieren. Der 3D-Druck kann auf unterschiedliche Weise f\u00fcr die Operationsplanung eingesetzt werden, es kommen beispielsweise mehrere 3D-Drucktechnologien infrage.\u00a0\u00a0<\/span><\/p>\n

Adam Wentworth, ehemaliger leitender Ingenieur an der Mayo Clinic und derzeit leitender Produktentwicklungsingenieur bei Ricoh, erkl\u00e4rt, dass die am h\u00e4ufigsten verwendeten 3D-Drucktechnologien die Materialextrusion (FDM<\/a>), die Photopolymerisation (SLA<\/a>) und Material Jetting<\/a> sind. In geringerem Umfang werde auch das Pulverbettschmelzen<\/a> mit Nylon 12 oder thermoplastischem Polyurethan verwendet.<\/p>\n

Je nach Fall kann eine Technologie einer anderen vorgezogen werden. Da es bei 3D-gedruckten chirurgischen Planungsinstrumenten vor allem um die Visualisierung einer Situation geht, beziehen sich einige der wichtigsten 3D-Druckeigenschaften, die ein Techniker in Betracht zieht, auf den visuellen Effekt des Teils, d. h. ob der Druck mehrfarbig, aus mehreren Materialien und\/oder transparent sein wird. Das Team kann auch \u00fcberlegen, ob sich das Teil \u00f6ffnen lassen soll, um die Anatomie im Inneren zu enth\u00fcllen. Ein weiterer Aspekt ist die Textur des St\u00fccks und die Frage, ob es das Gef\u00fchl echter Anatomie nachahmen soll oder nicht.<\/p>\n

Unten sehen Sie den Unterschied zwischen einem CT-Scan, einem flachen Bild mit Graut\u00f6nen, und einem 3D-Druck: ein Objekt mit kontrastreichen Farben und greifbaren Merkmalen. Bei einem 3D-Druck ist es viel einfacher zu erkennen, was vor sich geht, als bei einem Scan, der f\u00fcr Menschen ohne medizinischen Hintergrund nicht sehr verst\u00e4ndlich ist.<\/p>\n

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Links ein CT-Scan des Abdomens und des Beckens (Bild: Mikael H\u00e4ggstr\u00f6m, M.D.) und rechts ein 3D-Modell, das f\u00fcr einen Patienten im Children’s Nebraska mit einem komplexen Abdominaltumor erstellt wurde. (Bild: Julia Steiner)<\/p><\/div>\n

Mehrere Unternehmen, wie Formlabs, EOS, Lithoz und Raise3D, stellen 3D-Drucker f\u00fcr medizinische Anwendungen her. Stratasys ist ein weiteres Unternehmen, das sich als Hersteller medizinischer 3D-Drucker einen Namen gemacht hat. Ein Blick auf die medizinischen L\u00f6sungen des Unternehmens gibt uns einen Eindruck von den gew\u00fcnschten Eigenschaften der additiven Fertigung im Gesundheitswesen.<\/p>\n

Der J5 MediJet, der als medizinischer 3D-Komplettdrucker beworben wird, und die Druckerserie Digital Anatomy k\u00f6nnen sterilisierbares Material herstellen, was besonders f\u00fcr chirurgische F\u00fchrungen wichtig ist, die die Hand des Chirurgen f\u00fchren. Au\u00dferdem k\u00f6nnen sie Materialien drucken, die auf Kraft genauso reagieren wie menschliches Gewebe oder Knochen. Dies ist n\u00fctzlich f\u00fcr Simulationen, sodass bei der Manipulation das Gef\u00fchl einer Operation nachgeahmt wird. Au\u00dferdem k\u00f6nnen die Stratasys-Drucker Teile mit biokompatiblen Materialien drucken, was f\u00fcr Implantate oder andere Objekte, die mit dem K\u00f6rper in Kontakt kommen, n\u00fctzlich ist.<\/p>\n

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Links ein 3D-Druck aus der TissueMatrix von Stratasys, die weich und kontraktil ist und sich bei Krafteinwirkung wie ein Organ verh\u00e4lt. Rechts ein 3D-Druck aus der BoneMatrix von Stratasys, die Materialablagerungsmuster erzeugt, welche por\u00f6se Knochenstrukturen, fibrotisches Gewebe und B\u00e4nder imitieren. (Bild: Stratasys)<\/p><\/div>\n

Vor der Operation<\/h4>\n

Nachdem die Datei gedruckt wurde, h\u00e4ngt die Nachbearbeitung von den verwendeten Technologien und den Anforderungen des Falles ab. Schlie\u00dflich wird ein 3D-gedrucktes Teil zur Besprechung vor der Operation geliefert.<\/p>\n

Dr. Rose gibt den Rahmen vor: \u201eBevor der Patient den Operationssaal betritt, findet ein so genanntes Briefing statt, bei dem der leitende Chirurg den Plan f\u00fcr den Fall, die voraussichtlichen Anforderungen und die potentiellen Fallstricke erl\u00e4utert. Das 3D-Druckmodell steht dabei im Mittelpunkt, denn es dient allen im Operationssaal als Orientierungshilfe, vom An\u00e4sthesieteam \u00fcber den R\u00f6ntgentechniker bis hin zu den Leuten, die uns mit den Implantaten und Instrumenten helfen. Jeder bekommt ein intuitives Verst\u00e4ndnis f\u00fcr die Ziele und die Art der Operation, viel besser als wenn man sich nur Schnitte eines CAT-Scans ansieht.<\/em>\u201c<\/p>\n

Krankenh\u00e4user mit hauseigenen 3D-Druckern<\/h3>\n

Mehrere Krankenh\u00e4user nutzen die 3D-Drucktechnologie, aber nur wenige haben einen eigenen 3D-Drucker. Stattdessen entscheiden sich viele daf\u00fcr, ihre 3D-Druckwerkzeuge auszulagern. Es gibt mittlerweile viele Unternehmen, die diesen Service anbieten. Die Inanspruchnahme eines externen Anbieters kann manchmal einfacher sein, da dieser bereits \u00fcber das Fachwissen, die Werkzeuge und das Fachpersonal f\u00fcr den Druck des Teils verf\u00fcgt. Au\u00dferdem k\u00f6nnen externe 3D-Drucker Zugang zu Technologien haben, die f\u00fcr ein Krankenhaus unpraktisch oder unsicher w\u00e4ren, wie z. B. Maschinen f\u00fcr den 3D-Druck von Metall<\/a>.<\/p>\n

Diese 3D-Druckanbieter k\u00f6nnen zwar enge Beziehungen zu ihren Kunden unterhalten, aber die Inanspruchnahme eines externen Dienstes kann zu l\u00e4ngeren Vorlaufzeiten f\u00fchren, so dass ein Krankenhaus ein Teil m\u00f6glicherweise erst nach mehreren Wochen erh\u00e4lt. Dr. Rose erkl\u00e4rt diese Dynamik. \u201eEs ist schon vorgekommen, dass wir ein Implantat wegen des Fortschreitens der Krebserkrankung und der Vorlaufzeiten nicht verwenden konnten, weil es zu unbeabsichtigten Verz\u00f6gerungen kam. Die Unternehmen haben die Kosten daf\u00fcr \u00fcbernommen, was ehrlich gesagt nicht n\u00f6tig gewesen w\u00e4re. (…) Wir haben eine gute Partnerschaft mit der Industrie, aber wir versuchen, das meiste im eigenen Haus zu machen, einfach weil es Synergieeffekte gibt, wenn man es mit seinen eigenen Leuten macht<\/em>.\u201c<\/p>\n

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Einige der 3D-Drucker der Mayo Clinic f\u00fcr die Photopolymerisation (Bild: Mayo Clinic)<\/p><\/div>\n

Die Mayo Clinic in Minnesota verf\u00fcgt \u00fcber eine der st\u00e4rksten Point of Care (POC)-3D-Druckeinheiten in den Vereinigten Staaten, und sie hat anderen Krankenh\u00e4usern den Weg geebnet. \u00dcber 100 Krankenh\u00e4user in den USA verf\u00fcgen heute \u00fcber POC-3D-Druckkapazit\u00e4ten, und die U.S. Veterans Health Administration (VHA) wird von drei 3D-Druckern im Jahr 2017 auf 60 im Jahr 2020 aufstocken – eine Verlangsamung ist nicht in Sicht. Laut Precedence Research wird allein der globale Markt f\u00fcr 3D-gedruckte chirurgische Modelle bis 2034 voraussichtlich rund 2.841,23 Mio. USD erreichen und im Prognosezeitraum von 2024 bis 2034 mit einer CAGR von 15,02 % wachsen.<\/p>\n

Doch nicht nur in den Vereinigten Staaten entschlie\u00dfen sich immer mehr Krankenh\u00e4user, zum Wohl ihrer Patienten direkt im Haus zu drucken. Auch in Europa ist dieser Trend zu beobachten und es werden neben chirurgischen Instrumenten auch Implantate hergestellt. Betrachten wir den DACH-Raum<\/a>, so stechen vor allem die T\u00e4tigkeiten am UK Basel hervor, wo bereits 2023 erstmals ein Sch\u00e4delimplantat<\/a> aus dem hauseigenen 3D-Drucker eingesetzt wurde. Aber auch das UKE Hamburg, das UK Bayreuth, die Kepler Universit\u00e4tsklinikum Linz und das UK Salzburg treiben den Einsatz von 3D-Druck am Point of Care voran. Erst letztes Jahr wurde am UK Salzburg einem elfj\u00e4hrigen Jungen ein 3D-gedrucktes Sch\u00e4delimplantat<\/a> eingesetzt.<\/p>\n

Vorteile des 3D-Drucks in der Operationsplanung<\/h3>\n

Der bedeutendste Effekt der Werkzeuge f\u00fcr die Operationsplanung ist, dass sie die Operationszeiten verk\u00fcrzen und die Operationsergebnisse verbessern k\u00f6nnen. Eine von BioMedical Engineering OnLine ver\u00f6ffentlichte systematische \u00dcbersichtsarbeit, in der 227 chirurgische Arbeiten analysiert wurden, ergab, dass 82 % der Studien zum 3D-Druck und zur pr\u00e4operativen Planung bessere chirurgische Ergebnisse ergaben, wenn 3D-gedruckte Modelle anstelle der standardm\u00e4\u00dfigen Operationsplanung verwendet wurden, und mehr als 50 % der Studien in der \u00dcbersichtsarbeit zeigten eine Verk\u00fcrzung der Operationsdauer.<\/p>\n

Dieser Bericht wurde 2016 ver\u00f6ffentlicht, aber der 3D-Druck zeigt weiterhin \u00e4hnliche Ergebnisse – oder sogar bessere. Ryan Cameron, Vizepr\u00e4sident f\u00fcr Technologie und Innovation bei Children’s Nebraska, sagt, dass sie dank der 3D-Technologie \u201eeine Verk\u00fcrzung der Operationszeit um 20 bis 50 Prozent feststellen (…) Das ist f\u00fcr uns normal.<\/em>\u201c<\/p>\n

Bei schnelleren Operationen geht es nicht nur um Zeitersparnis: Es bedeutet auch, dass ein Patient weniger Zeit in Narkose verbringen muss, weniger Blutverlust w\u00e4hrend dem Eingriff erleidet und weniger intraoperative Fluoroskopie ben\u00f6tigt. Da der 3D-Druck den Chirurgen zu gr\u00f6\u00dferer Genauigkeit und Pr\u00e4zision verhilft, k\u00f6nnen diese Werkzeuge in einigen F\u00e4llen die Notwendigkeit mehrerer Operationen verringern. Wie Linke erkl\u00e4rt, dauert die Simulation der Operation mit dem 3D-Druck im Vorfeld zwar l\u00e4nger, \u201eaber es kann das Potential f\u00fcr Wiederholungsoperationen einschr\u00e4nken, weil wir einen besseren Operationsplan haben, wenn wir in den Operationssaal gehen<\/em>.\u201c<\/p>\n

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Ein patientenspezifisches Brustkorbphantom, das von Children’s Nebraska f\u00fcr die Simulation und das Training von Eingriffen und Vorgehensweisen bei einer Koarktation der Aorta erstellt wurde. (Bild: Julia Steiner)<\/p><\/div>\n

Vor der Operation k\u00f6nnen diese 3D-Tools auch den Patienten und ihren Familien zugute kommen. Dr. Rose sagt, dass sie die Familie durch das Zeigen von 3D-Modellen \u201ezu einem aktiven Partner machen und sie entscheiden lassen k\u00f6nnen, ob diese Operation das Richtige f\u00fcr sie ist<\/em>\u201c.<\/p>\n

F\u00fcr Dr. Rose ist es beruhigend zu wissen, dass ein Patient seine Operation besser versteht. \u201eDas sind unglaublich schwierige Dinge, die Patienten und ihre Familien durchmachen<\/em>\u201c, sagt er mit Blick auf seine Krebspatienten. \u201eUnd die M\u00f6glichkeit, ein Modell zu betrachten, das sie in den H\u00e4nden halten k\u00f6nnen, hilft ihnen, die Art ihrer Tumoroperation besser zu verstehen<\/em>.“<\/p>\n

Im Grunde genommen verschaffen diese 3D-Werkzeuge den Menschen Klarheit. Ganz gleich, ob es sich um einen Studenten handelt, der an einer Simulation eine Operation \u00fcbt, einen Chirurgen, der einen Operationsplan durchgeht, oder einen Patienten, der seine eigene Situation versteht – die Werkzeuge vermitteln ein klareres Bild von medizinischen Szenarien und verbessern gleichzeitig die Operationsergebnisse.<\/p>\n

Zuk\u00fcnftige Herausforderungen angehen<\/h3>\n

Es \u00fcberrascht nicht, dass eine der Herausforderungen beim 3D-Druck von chirurgischen Instrumenten die Kosten sind. Wentworth weist auf die derzeitigen Einschr\u00e4nkungen hin: \u201eEinige AM-Technologien erfordern immer noch sehr erfahrene Techniker, um sie zu bedienen und zu warten, damit sie zuverl\u00e4ssig funktionieren<\/em>\u201c, sagt er. \u201eIn einem Bereich, in dem die Anwendung von AM noch in den Kinderschuhen steckt, k\u00f6nnen die Kosten f\u00fcr die Einrichtung von Industrieanlagen, Einrichtungen und die laufenden Kosten f\u00fcr Verbrauchsmaterialien, Software und Geh\u00e4lter unerschwinglich sein, ohne dass die Rentabilit\u00e4t der Investition bekannt ist. Serviceb\u00fcros k\u00f6nnen einen sofortigen Zugang mit einem validierten Prozess in ISO-zertifizierten Einrichtungen bieten, wobei die Rendite und die Logistik etwas ung\u00fcnstiger sind, bis ein Point of Care-Zentrum aufgebaut ist<\/em>.\u201c\u00a0<\/span><\/p>\n

Die derzeitigen Herausforderungen bei der Erstellung von 3D-gedruckten Instrumenten zur Operationsplanung werden sich jedoch \u00e4ndern, wenn die Technologie weiter fortschreitet und in gr\u00f6\u00dferem Umfang eingesetzt wird. Linke, der das 3D-Drucklabor am Children’s Nebraska ins Leben gerufen hat, erkl\u00e4rt, dass das Krankenhaus zwar dank finanzieller Unterst\u00fctzung keine hohe Eintrittsbarriere hatte, \u201eaber wir k\u00f6nnen einfach nicht schnell genug ausreichend Leute einstellen und ausbilden, um mit der Nachfrage Schritt zu halten<\/em>.\u201c Jetzt ist das Krankenhaus auf ein exponentielles Wachstum vorbereitet.<\/p>\n

Mit der Verbesserung der Infrastruktur f\u00fcr den 3D-Druck in Krankenh\u00e4usern schreitet auch die Technologie voran. K\u00fcnstliche Intelligenz, das Schlagwort, das in aller Munde ist, spielt – wie erw\u00e4hnt – bereits eine Rolle bei den Segmentierungstechnologien. Zwar streben sie keine Automatisierung an, aber Cameron sagte dass es manchmal \u201ewirklich keine M\u00f6glichkeit gibt, die KI zu au\u00dfen vor zu lassen<\/em>\u201c, weil die Technologie automatisch in bestimmte Software integriert ist.<\/p>\n

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Der Bildsegmentierungsprozess des Herzens mit hellen Artefakten als Folge von Metallimplantaten und Arterienverkalkung. Teil b zeigt die automatische Segmentierung, die durch die Artefakte beeintr\u00e4chtigt wird. Teil c zeigt, wie die manuelle Segmentierung verwendet wurde, um den interessierenden Bereich zu isolieren. (Bild: Segaran et. al)<\/p><\/div>\n

Das bedeutet jedoch nicht, dass sie der K\u00fcnstlichen Intelligenz vollst\u00e4ndig die Z\u00fcgel \u00fcberlassen. Cameron erkl\u00e4rt: \u201eJede Entscheidung, die au\u00dferhalb des Zust\u00e4ndigkeitsbereichs eines Arztes oder einer Pflegekraft getroffen wird, ist nicht wirklich etwas, an dem wir interessiert sind<\/em>.“ Stattdessen konzentrieren sie sich auf Entscheidungsunterst\u00fctzungssysteme, die ihnen helfen k\u00f6nnen, effizienter zu arbeiten, aber niemals eine Entscheidung zu treffen. \u201eWir sind sehr vorsichtig und gewissenhaft gegen\u00fcber KI-Produkten, die Software-Autonomie versprechen, und wir haben diesen Bereich absichtlich gemieden<\/em>\u201c, f\u00fcgt Cameron hinzu.<\/p>\n

Neben den Softwareverbesserungen hat sich auch die Drucktechnologie kontinuierlich weiterentwickelt, wobei die Drucker schneller und pr\u00e4ziser als je zuvor naturgetreue Drucke aus mehreren Materialien erstellen. Wentworth erkl\u00e4rt hierzu: \u201eMehr Anwendungen werden sp\u00e4tere Stadien der Reife erreichen, die aufgrund ihrer ver\u00f6ffentlichten und nachgewiesenen Wirkung Investitionen rechtfertigen. Meine Vision ist, dass diese derzeit isolierten Initiativen florieren und andere dazu inspirieren werden, das M\u00f6gliche zu verfolgen, auch wenn in der Praxis wahrscheinlich die Kostenerstattung den Ausschlag geben wird.<\/em>\u201c<\/p>\n

Die Kosten werden in der Tat eine wichtige Rolle dabei spielen, wie die Krankenh\u00e4user die Technologie nutzen. Jede Einrichtung wird anders aussehen, aber f\u00fcr das Children’s Nebraska wird die Weiterentwicklung des 3D-Drucks gr\u00f6\u00dftenteils vom Krankenhaus bezahlt, was es sich nur dank der Unterst\u00fctzung der Gemeinschaft leisten kann. \u201eDie Vorteile \u00fcberwiegen definitiv die Kosten<\/em>\u201c, bekr\u00e4ftigt Cameron.<\/p>\n

Mit all diesen Fortschritten ist die Verwendung von 3D-gedruckten Werkzeugen f\u00fcr die Operationsplanung auf dem besten Weg, ein wesentlicher Bestandteil der modernen Gesundheitsversorgung zu werden. Die Technologie ist vorhanden und wird t\u00e4glich verbessert – es geht nur darum, die richtigen Leute und die n\u00f6tigen Mittel zu finden, um die Wirkung zu maximieren und die beste Versorgung zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n

Was halten Sie \u00fcber den Einsatz von 3D-Druck zur Operationsplanung? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0mit. Wenn Sie mehr zum 3D-Druck in der Medizin lesen m\u00f6chten, schauen Sie auf unserer\u00a0Landing Page<\/a>\u00a0vorbei. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n

*Titelbildnachweis: Stratasys<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Stellen Sie sich vor, wie es war, als die R\u00f6ntgenstrahlen eingef\u00fchrt wurden. Oder CT-Scans und MRTs. Erinnern Sie sich noch daran, wie revolution\u00e4r diese Technologien waren, die es \u00c4rzten erm\u00f6glichten, in den K\u00f6rper eines Patienten zu sehen, ohne ihn aufschneiden…<\/p>\n","protected":false},"author":6102,"featured_media":61770,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","footnotes":""},"categories":[49,40],"tags":[],"class_list":["post-61769","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-aktuelles","category-medizin"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/61769","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6102"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=61769"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/61769\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":61829,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/61769\/revisions\/61829"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/61770"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=61769"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=61769"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=61769"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}