ความท้าทาย: ผู้เชี่ยวชาญด้านอวัยวะเทียมที่เป็นนวัตกรรมใหม่ต้องการวิธีการสร้างการวัด 3D ที่รวดเร็วและแม่นยำของแม่พิมพ์ของแขนขาและวัตถุอื่น ๆ ของผู้พิการขาท่อนล่าง เพื่อรับประกันความพอดีที่สมบูรณ์แบบสำหรับอวัยวะเทียม Quatro ที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3D แบบใหม่ที่ปฏิวัติวงการ

วิธีแก้ปัญหา: Artec Eva, Artec Studio

ผลลัพธ์: ด้วยเครื่องสแกน 3D แบบถือ Artec Eva ในเวลาเพียงไม่กี่นาที สามารถสแกนแขนขา, แม่พิมพ์ และเบ้าของผู้ป่วยในรูปแบบ 3D สีระดับมิลลิเมตร จากที่นั่น การสแกนจะได้รับการประมวลผลในซอฟต์แวร์ Artec Studio จากนั้นเพียง 30 นาทีถึงหนึ่งชั่วโมงต่อมา พวกเขาจะถูกส่งออกไปยัง Geomagic Freeform ที่ซึ่งอวัยวะเทียม Quatro แบบกำหนดเองจะถูกปั้นให้มีชีวิต โดยใช้การสแกน Artec Eva เป็นแบบจำลองอ้างอิงที่ไม่มีข้อผิดพลาด

การสแกน 3D ของอวัยวะเทียม Quatro ของ Rustin Hughes กับ Artec Eva

หลังจากเสียขาขวาจนเลือดจับตัวเป็นก้อน ทหารผ่านศึกจากกองทัพสหรัฐฯ หันมาเป็นนักสู้ MMA Rustin Hughes ไม่ได้นั่งรอข่าวดี

เขามุ่งหน้าเข้าสู่การบำบัดอันทรหดที่โรงพยาบาล VA วันแล้ววันเล่า ในไม่ช้าเขาก็ลงจากรถเข็นและยืนด้วยสองเท้า หนึ่งในนั้นเป็นขาเทียม

อย่างไรก็ตาม ในคำพูดของ Hughes อุปกรณ์ชิ้นแรกนี้ “มันแย่มาก เหมือนใส่ถังขนาด 5 แกลลอนไว้รอบ ๆ”

เบ้าขนาดมาตรฐานทั่วไป ซึ่งพบได้ทั่วไปในหมู่ผู้พิการขาเทียมทั่วโลก ขาเทียมไม่เคยพอดี และตลอดทั้งวันก็หลวม เนื่องจากขาที่เหลือของ Hughes มีขนาดเล็กลง

ซึ่งหมายถึงการถอดและใส่ขากลับเข้าไปใหม่หลาย ๆ ครั้งต่อวัน โดยมักจะใส่ถุงเท้าหนึ่งหรือสองชิ้นลงในเบ้าเพื่อให้สวมใส่ได้พอดีชั่วคราว

สรุปแล้วกระบวนการที่น่ารำคาญนี้ใช้เวลาเกือบสิบนาทีในการดำเนินการ ทำให้แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่ Hughes จะเข้าร่วมการแข่งขันกีฬา ซึ่งการพักระหว่างการแข่งขันจะใช้เวลาประมาณ 1 นาทีเท่านั้น

แพ้อย่างราบคาบ แต่ยังห่างไกล

สำหรับผู้พิการทางร่างกาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มีความต้องการทางร่างกายอย่างหนักบนจานของเขา การมีอวัยวะเทียมหลวม ๆ ไม่เพียงทำให้รู้สึกอึดอัด แต่ยังเป็นอันตรายต่อความปลอดภัยอีกด้วย มากกว่า 1 ครั้ง ขณะพยายามอย่างเต็มที่เพื่อเดินไปตามถนน ขาใหม่ของ Hughes ก็โยกเยกและหลุดออก

ท่ามกลางความคับข้องใจและความเจ็บปวด Hughes ต้องเผชิญกับอนาคตที่ไม่แน่นอน แผนการและความฝันของเขาแขวนอยู่บนเส้นด้าย แต่เขาก็ยังไม่ยอมยอมแพ้

เขายังคงค้นหาผู้เชี่ยวชาญที่ไม่ได้เสนอคำตอบง่าย ๆ และวิธีแก้ปัญหาที่ทำไว้ล่วงหน้า นั่นคือตอนที่เขาได้พบกับ Joe Johnson ซีอีโอของ Quorum Prosthetics ในเมืองวินด์เซอร์ รัฐโคโลราโด

Joe Johnson (ซ้าย) และ Rustin Hughes กับ Quatro และไลเนอร์ใหม่

ในคำพูดของ Hughes “Joe ก็เป็นผู้พิการขาเช่นกัน ดังนั้นเขาจึงรู้ว่าผมต้องเจออะไร ต้องพูดอย่างไร และจะช่วยย้ายฉันจากจุดที่ผมเคยอยู่ไปยังที่ที่ผมต้องอยู่ได้อย่างไร”

Johnson และทีมงานของเขาที่ Quorum ทำซ็อกเก็ตทดสอบสำหรับ Hughes ในวันเดียวกันนั้น “พวกเขาทิ้งทุกอย่างเพื่อช่วยผม” Hughes เล่า

วันต่อมา เมื่อเขาสวมอวัยวะเทียม Quorum Quatro ที่ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์ชิ้นแรก “ความแตกต่างนั้นยิ่งใหญ่มาก” Hughes อธิบายว่า “ขาใหม่ของผมรู้สึกเหมือนเป็นส่วนขยายตามธรรมชาติของร่างกาย และความพอดีก็สมบูรณ์แบบ จากนั้นระดับความคล่องตัวของผมก็ก้าวกระโดดอย่างมาก”

กลับมาควบคุมด้วย Quatro

ในขณะที่การออกแบบซ็อกเก็ตไม่กี่แบบสามารถให้การทรงตัวของกระดูกที่จำเป็นสำหรับการแข่งขันในระดับสูงในเชิงกีฬา มีเพียง Quatro เท่านั้นที่ผสมผสานสิ่งนี้เข้ากับการกดทับตามยาว ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้มีข้อดีทั้งหมดของซ็อกเก็ตที่แข็งแรงและปลอดภัย ในขณะที่ยังสามารถปรับเปลี่ยนสำหรับการเปลี่ยนแปลงระดับของแขนขาได้

Quatro เป็นช่องเสียบที่แข็งแรงกว่า, เบากว่า, โฉบเฉี่ยวกว่า และปรับได้เต็มที่ซึ่งสามารถสวมใส่ได้ภายในเวลาเพียง 20 วินาที จากนั้นจึงปรับได้อย่างง่ายดายตลอดทั้งวัน จึงเป็นทางออกที่สมบูรณ์แบบสำหรับนักกีฬาที่แข่งขันกัน รวมถึงผู้ที่กระตือรือร้นในทุกช่วงอายุ

Hughes กำลังปรับความพอดีของ Quatro ของเขา

Quatro ทุกชิ้นสามารถปรับแต่งได้อย่างเต็มที่ตามความต้องการของผู้ป่วย รวมถึงตัวเลือกอุปกรณ์เสริม, การออกแบบ และสี โดยราคาอยู่ในระดับเดียวกับอวัยวะเทียมยอดนิยมอื่น ๆ ที่มีจำหน่ายในท้องตลาด

สิ่งนี้ทำให้ Quatro เป็นที่ชื่นชอบและพูดถึงกันมากในหมู่ผู้ป่วยจำนวนมากขึ้นทั่วประเทศ และด้วยเหตุผลที่ดี นั่นคือการฟื้นคืนความคล่องตัว

ดังที่ Hughes อธิบายว่า “เป็นเวลานานแล้ว หลายอย่างอยู่เหนือการควบคุมของผม ตอนนี้แค่สามารถรัดเบ้ารับของผมให้แน่นได้ทุกเมื่อที่ต้องการและรักษาความพอดีไว้ก็ช่วยเสริมพลังได้แล้ว เพราะมันทำให้ผมกลับมาควบคุมตัวเองได้ในจุดที่ผมต้องการ”

การฝึกนวมชกมวยของ Rustin Hughes และ Joe Johnson จาก Quorum

“ความพอดีคือทุกสิ่งอย่างแท้จริง”

แต่เพื่อให้บรรลุความพอดีดังกล่าวตั้งแต่แรก จำเป็นต้องสร้างอุปกรณ์ของผู้ป่วยแต่ละรายแยกกันสำหรับพวกเขา

ตามที่ Quorum Prosthetics R&D Engineer และผู้อำนวยการ Sean McClure กล่าวว่า “ความพอดีคือทุกสิ่งอย่างแท้จริง เช่นเดียวกับการรักษาความพอดีที่สวมใส่สบายตลอดทั้งวัน ไม่ว่าจะทำกิจกรรมระดับใดก็ตาม ทั้งแบบสบาย ๆ หรือแบบกระฉับกระเฉง วิธีที่เราสามารถบรรลุความพอดีนั้นได้คือผ่านการสแกน 3D ด้วย Artec Eva ของเรา”

ก่อนที่พวกเขาจะพบ Eva กระบวนการดั้งเดิมที่ Quorum ใช้นั้นเกี่ยวข้องกับการหล่อแขนขาที่เหลือของผู้ป่วยด้วยปูนปลาสเตอร์

ในคำพูดของ McClure “นี่เป็นกระบวนการที่ยุ่งเหยิงและใช้เวลานาน และไม่เคยสร้างความประทับใจในเชิงบวกให้กับผู้ป่วยของเรา ขั้นตอนทั้งหมดใช้เวลากว่า 8 ชั่วโมง รวมถึงวัสดุจำนวนมากและเครื่องมือจำนวนมาก”

ภาพหน้าจอของ Artec Studio แสดงแม่พิมพ์แขนขาที่เหลือที่สแกนด้วย Eva

ไม่พอใจกับผลลัพธ์ที่ได้ พวกเขาเริ่มเข้าสู่โลกแห่งการสแกน 3D แต่หลังจากทดสอบเครื่องสแกน 3D ราคาถูกหลายเครื่องแล้ว พวกเขาก็ท้อใจ

ทั้งความแม่นยำและความละเอียดของข้อมูลที่จับได้นั้นต่ำกว่ามาตรฐานของ Quorum และอุปกรณ์ยังล้มเหลวในการสแกนด้านในของแม่พิมพ์ปูนปลาสเตอร์หรือเบ้าที่มีอยู่อย่างถูกต้อง

“ลองอย่างที่เราทำ เราไม่สามารถแก้ไขและล้างข้อมูลเพื่อให้ไฟล์ดิจิทัลมีคุณภาพดีขึ้นสำหรับนำเข้าใน CAD เพื่อออกแบบและสร้างแบบจำลองผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่เหมาะสมและใช้งานได้” McClure กล่าว

การค้นหาเครื่องสแกน 3D ที่ดีที่สุดสำหรับงาน

เมื่อ Joe Johnson พูดถึงปัญหาของทีมของเขาต่อ Dr. Cory Christiansen แห่งศูนย์การแพทย์ CU Anschutz แพทย์คนหลังแนะนำให้พวกเขาติดต่อพันธมิตร Artec Gold Certified Reality 3D ในเมืองเดนเวอร์ ซึ่งผู้เชี่ยวชาญมีประสบการณ์หลายปีเกี่ยวกับกายอุปกรณ์, ขาเทียม และการดูแลสุขภาพอื่น ๆ – แอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้อง

หลังจากนั้นไม่นาน Johnson และ McClure ได้พบกับ Matt Filkins จาก Reality 3D ซึ่งแนะนำให้พวกเขารู้จักกับ Artec Eva

Artec Eva

เป็นเวลาหลายปีแล้วที่ Artec Eva เป็นตัวเลือกที่ไม่ต้องลงมือปฏิบัติในหมู่นักกายอุปกรณ์เทียมและบุคลากรทางการแพทย์อื่น ๆ อีกมากมาย และด้วยเหตุผลที่ดี ครั้งแล้วครั้งเล่า Eva ได้พิสูจน์ให้เห็นถึงความสามารถในการจับพื้นผิวทุกชนิด โดยเฉพาะพื้นผิวของร่างกายมนุษย์ ด้วยระดับความแม่นยำในระดับมิลลิเมตร และการใช้งานที่ง่ายดายที่สร้างความพึงพอใจให้กับทั้งผู้เริ่มต้นและผู้เชี่ยวชาญ

ตอนแรกลังเลเพราะราคาของเครื่องสแกน เพียงไม่กี่นาทีในการสาธิต McClure เข้าใจว่าการปรับปรุงเวิร์กโฟลว์ด้วย Eva จะช่วยลดต้นทุนวัสดุลงได้อย่างชัดเจน และอุปกรณ์จะจ่ายเองภายในเวลา 2 เดือน

ดังนั้นพวกเขาจึงเดินหน้าซื้อและไม่หันหลังกลับ

ภาพหน้าจอของ Artec Studio ของซ็อกเก็ตกาบนแม่พิมพ์ที่สแกนด้วย Eva

ผลลัพธ์ที่ได้นั้นยอดเยี่ยมมาก: “เวลาที่เราใช้ในการสร้างแต่ละ Quatro นั้นลดลงมากถึง 75% ด้วยการเปลี่ยนไปใช้การสแกนและการพิมพ์ 3D”

“เมื่อพิจารณาจากเวลาและวัสดุที่ประหยัดได้แล้ว ไม่ต้องพูดถึงว่าตอนนี้เรากำลังขยายตลาดอย่างที่ไม่เคยเป็นมาก่อน เราผ่านจุดคุ้มทุนสำหรับเทคโนโลยีใหม่เหล่านี้ไปเรียบร้อยแล้ว” McClure กล่าว

ประหยัดเวลาหลายชั่วโมงในทุกโครงการด้วย Artec Eva

McClure กล่าวต่อว่า “ด้วย Eva เราสามารถทำการสแกนทั้งหมดให้เสร็จภายในเวลาไม่กี่นาที เมื่อเทียบกับชั่วโมงที่ใช้ในการสร้างแม่พิมพ์ปูนปลาสเตอร์อย่างเหมาะสม”

“ในขณะที่เราก้าวหน้าในวิธีการและความเข้าใจของเรา เราคาดว่าเวลาจะน้อยลงไปอีก การสแกนมีความแม่นยำอย่างไม่น่าเชื่อ และสิ่งนี้ทำให้เราได้รับประโยชน์จากการใช้โมเดล 3D จาก Eva สำหรับการวิเคราะห์องค์ประกอบ Finite Element Analysis (FEA)” McClure กล่าว

ภาพหน้าจอของ Artec Studio ของการสแกน Eva ของ Rustin’s Quatro

เวลาที่ต้องใช้จะแตกต่างกันไปในคนไข้แต่ละราย และยังขึ้นอยู่กับวัตถุที่จะสแกนด้วย: แม่พิมพ์ที่มีอยู่, เบ้า, แขนขาที่เหลือเอง ฯลฯ

โดยเฉลี่ยแล้วจะใช้เวลาตั้งแต่ 30 นาทีถึง 1 ชั่วโมงในการเริ่มต้นการสแกน ประมวลผลในซอฟต์แวร์ Artec Studio จากนั้นส่งออกเป็นไฟล์ STL ที่สมบูรณ์ไปยัง Geomagic Freeform

ปั้น Quatro แบบดิจิทัลให้มีชีวิตในรูปแบบ Geomagic Freeform

ใน Freeform โมเดล STL ทั้งหมดจะถูกนำมารวมกันสำหรับโปรเจ็กต์ สิ่งเหล่านี้รวมถึงการสแกนแม่พิมพ์หล่อของแขนขาที่เหลือของผู้ป่วย, ซ็อกเก็ตที่มีอยู่, ซ็อกเก็ตการวินิจฉัย และส่วนประกอบที่จำเป็นอื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับ Quatro

ในขั้นตอนนี้เป็นจุดที่ความแม่นยำในระดับมิลลิเมตรของการสแกน Eva ได้รับการพิสูจน์ว่ามีความสำคัญมากที่สุด เนื่องจากโมเดลเหล่านี้จะถูกใช้เป็นคู่มืออ้างอิงสำหรับการสร้างองค์ประกอบโครงสร้างหลายอย่างของอุปกรณ์ก่อนที่จะจัดเรียงในตำแหน่งที่เกี่ยวข้อง

จากนั้นโซนการบีบอัดที่ปรับได้ 4 โซนของ Quatro ผ่านแผง 4 แผงจะจัดแนวเข้ากับซ็อกเก็ตได้อย่างง่ายดายในตำแหน่งที่แน่นอนซึ่งผู้ออกแบบกำหนด

ภาพหน้าจอ Geomagic Freeform ของการออกแบบ Quatro

ขนาดและรูปร่างของแผงสามารถปรับแต่งได้ ขึ้นอยู่กับขนาดของแขนขาที่เหลือของผู้ป่วย ตลอดจนประเภทของการบีบอัดและความสามารถในการปรับได้ที่จำเป็น

แผงสร้างแบบจำลองอย่างระมัดระวังโดยใช้เครื่องมือ CAD แบบดั้งเดิมที่มีให้ในรูปแบบอิสระ ทำตามขั้นตอนนี้ หลังจากพิมพ์ 3D ส่วนประกอบทั้งหมดบน HP Jet Fusion 4200 จะสามารถประกอบซ็อกเก็ตทั้งหมดได้ภายในเวลาเพียง 15 นาที

“ขณะนี้ใช้เวลาประมาณ 2 สัปดาห์ในการสแกนผู้ป่วยจนเสร็จสิ้นการทำ Quatro ขณะที่เราปรับแต่งกระบวนการ เราคาดว่าจะลดขั้นตอนดังกล่าวลงได้ภายในเวลาไม่กี่วัน” McClure กล่าว

ยืนด้วยศีรษะและไหล่เหนือกว่าพวก

แม้ว่า Quatro จะเป็นน้องใหม่ในตลาด แต่ผลตอบรับและการศึกษาเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่ามีความทนทานกว่ามากและมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าอุปกรณ์ทั่วไปในระดับเดียวกัน

การดำเนินการ Quatro ล่าสุดของ Hughes

ความสามารถในการปรับความพอดีได้อย่างสะดวกตลอดทั้งวันผ่านชุดปุ่มหมุนที่เข้าถึงง่ายบนอุปกรณ์ช่วยให้ผู้ป่วยสามารถควบคุมระดับความสบายและความมั่นคงของตนเองได้อย่างเต็มที่

เมื่อรวมกับความแข็งแรงที่เหนือกว่าและน้ำหนักเบาของชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3D แปลเป็นซ็อกเก็ตที่ผู้ป่วยจะสวมใส่ไปอีกหลายปี

ขยายตลาดข้ามพรมแดนและทวีป

อย่างไรก็ตาม ประโยชน์ของแนวทางปฏิบัติของ Quorum มีมากกว่าผลประโยชน์ของลูกค้าที่อุทิศตนจำนวนมาก “Eva ของเราช่วยให้เราสามารถเปิดตลาดได้ไกลกว่าตอนเหนือของโคโลราโด วันนี้เราไม่ต้องการนักกายอุปกรณ์และช่างเทคนิค Quorum อยู่ในห้องกับผู้ป่วยอีกต่อไป” McClure กล่าว

“โรงงานทุกแห่งในโลกที่ใช้เทคโนโลยีการสแกน 3D สามารถส่งแบบจำลองสำหรับการออกแบบและการพิมพ์มาให้เรา ซึ่งหมายความว่าเราสามารถดำเนินธุรกิจแต่เพียงผู้เดียวในฐานะผู้ผลิตและเผยแพร่เทคโนโลยีนี้ไปทั่วประเทศและทั่วโลก”

สำหรับ Hughes ด้วยการออกกำลังกายแบบ Quatro ของเขาพอดี เขามีความกระตือรือร้นมากกว่าที่เคย ทั้งแข่งขันในสังเวียนหรือบริหาร B-BOLD องค์กรการกุศลของเขา ซึ่งเขาสอนศิลปะการต่อสู้แบบไม่ต้องสัมผัสแบบปรับตัวได้เฉพาะให้กับผู้ทุพพลภาพทุกวัย

Rustin Hughes (ซ้าย) กับหนึ่งในคลาสมวยดัดแปลงของเขา

ความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วสำหรับการสแกน 3D ใน O&P

Matt Filkins จาก Reality 3D แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับศักยภาพของเทคโนโลยีในด้านกายอุปกรณ์และกายอุปกรณ์เทียม: “ถ้าคุณดูที่ระบบโรงพยาบาลเวอร์จิเนียและฐานผู้ป่วยของพวกเขาเป็นตัวอย่างหนึ่งของความต้องการที่เพิ่มขึ้นคุณจะเห็นทหารผ่านศึกสูงอายุหลายพันคน พิการในหมู่พวกเขา จำเป็นต้องได้รับการดูแลไปตลอดชีวิต”

เขากล่าวต่อว่า “การสแกนและการพิมพ์ 3D ช่วยให้ผู้ให้บริการ O&P นำเสนอวิธีการประดิษฐ์แบบดั้งเดิมที่ไม่สามารถส่งมอบได้: ความแม่นยำที่เหนือกว่าและความสะดวกสบายของผู้ป่วย, ต้นทุนวัสดุและแรงงานต่ำ, การเยี่ยมชมสำนักงานน้อยลง ความเป็นไปได้ในการออกแบบที่ยอดเยี่ยม และอื่น ๆ อีกมากมาย”