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結合双生児モデルを3Dプリントし、難易度の高い分離手術を3Dプリンターがサポート

医療モデル製作を得意とするLaser Modeling Israel(以下、LMI)は、HPの MJFプリンターを利用して、結合双生児の 3Dモデルを作製した。結合双生児の分離手術の前段階として、手術のシミュレーションを手助けし、手術の成功率向上に貢献する。

【開発背景】結合双生児の3D解剖モデル

結合双生児とは、体が結合している双子のことで、およそ10万出生に1組の割合で発生すると言われている。脳や心臓などの重要な器官が共有されていない場合には外科手術で分離することができるが、骨の形成箇所が通常の人体と異なり、難しい手術となる。

そこでLMIは、結合双生児の分離手術を支援を目的に、結合双生児の3Dモデルを製作した。複数の合併症を伴う非常に困難な手術を行う前に、外科医が手術練習する機会を得たのだ。

LMI が製作した結合双生児の 3Dプリントモデル(出典:LMI)

Laser Modeling Israelの3Dプリンター実績

LMIは 1998年の創設以来、医療、軍事、消費者向け製品など、幅広い業界向けに3Dモデルを製作してきた。近年では、Hewlett-Packard Company(HP)の Multi Jet Fusion(MJF)テクノロジーを取り入れ、事業を拡大している。

最近では、HP MJF4200システムを取得した。これは、プリンター、材料、後工程の染色仕上げ装置までを含めた統合ソリューションだ。LMI によると、MJF4200システムの高い精度は、医療モデル製作において大変重要となる。MJFマシンのプリンター内品質チェック機能はエラーを最小限に抑え、工程の進行状況を正確に追跡できるためだ。

3D解剖モデルの効果

3Dプリンターで結合双生児のモデルが製作できるようになったことの意義は大きい。まず、3Dプリンターの活用により、手頃な価格で、迅速に、繰り返し製造ができるようになった。

結合双生児は、1件ずつ結合部位や形状が異なる。従来はコストも時間も掛かっていたため、個別の事例に合わせてモデルを作ることができてなかったが、3Dプリンターにより、各々に合わせてモデルを製作することが可能となった。迅速に、繰り返し製造ができることで、双子の成長段階に合わせたモデル作製も可能だ。

また、MJFシステムを活用することの利点は、モデルの着色や骨パーツの密度変更を可能にしたことにある。これまでより現実に即したモデルの作製ができ、シミュレーションの精度を高めることができる。

材料の滅菌ができることも利点の 1つだ。モデルを実際の手術領域近くに配置することができ、モデルを見ながら手術ができる。こうした特徴は医療スタッフにとって非常に大きな助けとなるだろう。

HP の MJF4200システム ハードウェア群(出典:HP)

解剖学的3Dモデリングの将来

3Dプリンターの普及によって、解剖モデルはより身近なものになった。独自の3Dプリンター設備を導入する病院も増えている。

解剖モデルは、入手しやすい外科手術の練習台となり、より多くの外科医に手術練習の機会を提供可能だ。こうした取り組みは、外科医師の技術向上に繋がり、困難な手術の成功率を高める。

LMIではない別の企業では、高い色再現度を特徴とする手術用3Dモデルが発表された。触感の再現や製造スピードの向上にはまだまだ課題が残る。医療モデルの発展は今後も続いていくだろう。

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