Ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh tạo chi tiết cấy ghép sọ não

6 426 0
Ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh tạo chi tiết cấy ghép sọ não

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH TẠO CHI TIẾT CẤY GHÉP SỌ NÃO APPLICATION OF RAPID PROTOTYPING IN BUILDING SKULL IMPLANT KS Bùi Anh Quốc, PGS TS Đặng Văn Nghìn, Th.S Lê Tâm Phước, Th.S Trần Đại Ngun, KS Huỳnh Hữu Nghị Khoa Cơ Khí - Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM TS BS Võ Văn Nho – Khoa ngoại thần kinh bệnh viện Chợ Rẫy BS Lê Điền Nhi – Phó giám đốc bệnh viện 115 BS Nguyễn Ngọc Thiện – Khoa ngoại thần kinh bệnh viện nhân dân Gia Định TĨM TẮT Não phần qua trọng người ngun nhân khách quan người ta bị phần xương sọ bảo vệ não Nhằm mục đích tạo lại phần xương sọ bị khuyết bệnh nhân, chúng tơi nghiên cứu viêc tái tạo chi tiết cấp ghép sọ não phương pháp tạo mẫu nhanh Nghiên cứu thực số bệnh nhân có kết khả quan ABSTRACT Brain is an important part of human being but in case of some objective reason people lost a part of their skull to protect brain In order of recreate the defect part for patient, we researched the recreation by rapid prototying method This re search has been carried out in some patients with good results ĐẶT VẤN ĐỀ Chợ Rẫy bệnh viện lớn miền Nam, nơi ngày tiếp nhận nhiều ca chấn thương tai nạn giao thơng, ca chấn thương nặng nguy hiểm thường tập trung từ nơi khác Trong phổ biến chấn thương sọ não nên số bệnh nhân bị chấn thương sọ não bệnh viện Chợ Rẫy chiếm tỉ lệ cao Theo số liệu thống kê phòng vi tính bệnh viện Chợ Rẫy số lượng bệnh nhân bị chấn thương liên quan đến sọ não là: vỡ xương sọ mặt, chấn thương nội sọ, vết thương dập nát đầu, cắt phần đầu… chấn thương tăng lên năm gần Cao điểm vào năm 2001, bệnh viện tiếp nhận đến 14.900 ca, trung bình có 41 ca ngày Trong có 1605 ca tử vong, trung bình 4,4 ca tử vong ngày lại 13.295 ca bị thương, tức ngày có 36,4 ca bị thương Cũng giống tình hình tai nạn giao thơng, số lượng ca chấn thương sọ não năm 2003 có xu hướng giảm so với năm 2002 với 11.329 ca nhập viện, trung bình 31 ca ngày, có 1567 ca tử vong 9762 ca bị thương NĂM 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Bảng : Số ca chấn thương sọ não bệnh viện Chợ Rẫy SỐ CA TB SỐ TỬ VONG TB SỐ BỊ THƯƠNG 7223 19,8 1037 2,8 6186 10399 28,5 1207 3,3 9192 10509 28,8 1146 3,1 9363 14900 40,8 1605 4,4 13295 13077 35,8 1783 4,9 11294 11329 31,0 1567 4,3 9762 TB 16,9 25,2 25,7 36,4 30,9 26,7 Hình 1: Số ca chấn thương sọ não năm bệnh viện Chợ Rẫy BIỂU ĐỒ SỐ BỆNH NHÂ N BỊ CHẤ N THƯƠNG SỌ NÃ O TẠI BỆ NH VIỆN CH RẪY SỐ CA 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 1605 1783 1207 1146 9192 9363 1999 2000 1037 6186 1998 1567 13295 2001 11294 2002 SỐ BỊ CHẾT SỐ BỊ THƯƠNG 9762 2003 NĂM Theo số liệu bệnh viện Chợ Rẫy năm tháng đầu năm 2004, từ 1/1/2004 đến 17/6/2004, bệnh viện Chợ Rẫy có 42.811 người bị thương 2360 người bị chết tai nạn giao thơng Những bảng số liệu cho thấy nhu cầu việc tạo chi tiết cấy ghép cho bệnh nhân bị khuyết sọ lớn Trước đây, thực ca mổ này, bác sĩ thường theo qui trình sau : họ mổ chỗ khuyết dựa chỗ khuyết họ nắn vật liệu ximăng y học tay đặt vào ướm thử Sau có mẫu vừa ý, bác sĩ khâu lại Phương pháp có nhựơc điểm mảng ghép khơng sát với vùng khuyết, kéo dài thời gian mổ làm ảnh hưởng đến sức khỏe bệnh nhân Đối với vùng khuyết lớn phương pháp khơng thực thời gian khơ xi măng nhanh Ngòai ra, tính thẩm mỹ chi tiết cấy ghép phụ thuộc nhiều vào tay nghề bác sĩ Sau thời gian dài nghiên cứu, chúng tơi đưa qui trình tạo chi tiết cấy ghép sọ não cho bệnh nhân cơng nghệ tạo mẫu nhanh GIỚI THIỆU QUY TRÌNH CẤY GHÉP SỌ NÃO CHO BỆNH NHÂN ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH SLA 2.1 Giới thiệu cơng nghệ tạo mẫu nhanh SLA Nguồn laser Hệ thống thấu kính Gương phản xạ Gương kiểm tra mức nhựa Thiết bị điều khiển lên xuống Nguồn laser cho gương kiểm tra mức Thùng chứa dung dich cảm quang Tấm đế Hình : Sơ đồ ngun lý họat động SLA Hệ thống gồm có thùng chứa (Vat) chứa dung dịch nhựa cảm quang (Liquid Polymer) suốt, đế (Platform) nhúng bể có khả nâng lên hạ xuống nhờ thiết bị điều khiển (Elevator), hệ thống cung cấp nguồn lazer (HeCd Laser) với hệ thống thấu kính (Lenses) gương phản xạ (Mirror) dùng làm đơng cứng nhựa chất lỏng Hệ thống cung cấp nguồn lazer (HeNe laser) gương dùng kiểm tra mức nhựa thùng Một hệ thống dao gạt (Sweeper) dùng gạt nhựa bên vật thể để tạo lớp nhựa đồng Q trình xây dựng vật thể diễn sau : Vùng nhựa lỏng lớp tác dụng tia lazer bị đơng cứng lại, liên kết với theo chương trình điều khiển từ máy tính Khi tạo xong lớp, đế hạ xuống mức cho nhựa lỏng tràn lên sau nâng lên lượng cho lớp trươc nằm cáh mặt nhựa khoảng 0.1 - 0.5mm tùy theo u cầu Dao gạt hoạt động, gạt lớp nhựa dư bên lớp vừa tạo Tia lazer bắn lên lớp nhựa lỏng để làm đơng cứng lớp thứ hai vùng bị bắn vùng nằm ngang chân đỡ (Support) vật thể cần tạo Lớp kết dính với lớp thứ Q trình diễn cách liên tục đến tạo xong lớp cuối chi tiết 2.2 Quy trình tạo chi tiết cấy ghép sọ não Quy trình tạo chi tiết cấy ghép mơ tả qua sơ đồ đây: Dữ liệu CT bệnh nhân Tạo mơ hình 3D hộp sọ Tạo mơ hình chi tiết cấy ghép Tạo mẫu chi tiết cấy ghép Tạo khn thạch cao Tạo chi tiết cấy ghép Hình : Tổng thể qui trình chế tạo chi tiết cấy ghép cơng nghệ tạo mẫu nhanh Cơ thể người cấu trúc vơ phức tạp khó khăn lĩnh vực nghiên cứu Ngày nhờ vào phát triển cơng nghiệp đại kết hợp y học cơng nghệ tiên tiến dẫn đến đời kỹ thuật chụp cắt lớp CT (COMPUTED TOMOGRAPHY) Máy CT đời sớm trở thành cơng cụ hữu ích việc chuẩn đốn điều trị đặc biệt lĩnh vực chấn thương chỉnh hình Do ưu điểm máy chụp cắt lớp giúp cho qua sát cấu trúc bên người sử dụng liệu hình ảnh chụp CT làm liệu đầu vào cho cơng việc tạo chi tiết cấy ghép Sau việc nhận tập hợp liệu q trình qt, ta sử dụng phần mềm MIMICS (MATERIALISE’S INTERACTIVE MEDICAL IMAGE CONTROL SYSTEMS) để hiệu chỉnh hình ảnh Q trình thực theo bước sau: Bước : Nhập liệu ảnh CT dạng DICOM (Digital Imaging and Communications In Medical) Bước : Chuyển đổi tập hợp liệu sang dạng mpj (Mimics project) Bước 3: Chỉnh độ tương phản hình ảnh để thấy cấu trúc xương Bước : Tạo mơ hình 3D phần sọ khuyết Trong q trình tạo mơ hình 3D sọ khuyết điều khó khăn q trình xử lý liệu từ CT có nhiều lớp cần phải loại bỏ lớp khơng cần thiết lớp trùng làm sai lệch mơ hình 3D Ngồi cần phải chỉnh lại độ tương phản để tránh trường hợp xuất phần cơ, dịch… q trình chụp CT lên mơ hình 3D Hình 4: Giao diện MIMICS Hình 5: Mơ hình 3D sọ khuyết Sau có mơ hình sọ khuyết ta tạo mơ hình chi tiết cấy ghép dựa phương pháp trừ khối xử lý lưới tam giác mặt đưa mơ hình chi tiết cấy ghép cuối Hình :Xử lý dạng khối Hình : Xử lý bề mặt lưới Q trình tạo mơ hình mảnh ghép phức tạp liệu xử lý file STL STL dạng xấp xỉ lưới tam giác dung lượng lớn nhiều đường Ngồi để tạo mơ hình mảnh ghép phải có u cầu sát với đường biên phần sọ khuyết tạo độ cong tương ứng với phần sọ bệnh nhân Đồng thời mảnh ghép phải dễ lắp ghép q trình phẫu thuật Sau có mơ hình chi tiết cấy ghép ta dùng phần mềm Lightyear để chia lớp truyền liệu sang máy tạo mẫu nhanh Khi mẫu xong ta tiến hành xử lý mẫu cách rửa cồn sấy tia cực tím cho mẫu khơ cứng lại Sau có mẫu ta tiến hành tạo khn thạch cao cho chi tiết cấy ghép theo bước sau: Trộn Plastone nước Tạo khn đực Ép chi tiết mẫu qt glyxerine chờ khơ Ghép nắp đáy Tạo khn Ép chờ khơ Mở khn lấy mẫu, qt vecni Làm khơ khn BỘ KHN THẠCH CAO Hình 8: Q trình chế tạo khn thạch cao Sau có khn thạch cao ta dùng để ép vật liệu ximăng y học PMMA để tạo chi tiết cấy ghép Hình 9: Mẫu từ máy tạo mẫu nhanh Hình 10: Chi tiết cấy ghép Sau có chi tiết cấy ghép ta giao cho bác sĩ để họ đem khử trùng O3 vòng 24 đem ghép cho bệnh nhân Hình 11: Phẫu thuật ghép cho bệnh nhân 3.3 KẾT LUẬN Cơng nghệ tạo mẫu nhanh giúp cho bác sĩ có thêm cơng cụ việc phẫu thuật cấy ghép sọ tạo chi tiết cấy ghép có tính thẩm mỹ phù hợp với bệnh nhân Đồng thời giúp rút ngắn thời gian phẫu thuật thời gian gây mê giúp cho bệnh nhân có thời gian nằm viện ngắn so với phương pháp mổ cũ TÀI LIỆU THAM KHẢO • www.materialise.com • www.geomagics.com • www.3dsystem.com • Wayne W, Daniel, 1991, Biosstatistics, A Foundation for Analysis in Health Science, John Wiley & Son ... chi tiết 2.2 Quy trình tạo chi tiết cấy ghép sọ não Quy trình tạo chi tiết cấy ghép mơ tả qua sơ đồ đây: Dữ liệu CT bệnh nhân Tạo mơ hình 3D hộp sọ Tạo mơ hình chi tiết cấy ghép Tạo mẫu chi tiết. .. ximăng y học PMMA để tạo chi tiết cấy ghép Hình 9: Mẫu từ máy tạo mẫu nhanh Hình 10: Chi tiết cấy ghép Sau có chi tiết cấy ghép ta giao cho bác sĩ để họ đem khử trùng O3 vòng 24 đem ghép cho bệnh nhân... hình chi tiết cấy ghép Tạo mẫu chi tiết cấy ghép Tạo khn thạch cao Tạo chi tiết cấy ghép Hình : Tổng thể qui trình chế tạo chi tiết cấy ghép cơng nghệ tạo mẫu nhanh Cơ thể người cấu trúc vơ phức

Ngày đăng: 03/01/2016, 18:58

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • 1. ĐẶT VẤN ĐỀ

  • 2.1 Giới thiệu công nghệ tạo mẫu nhanh SLA

    • 2.2 Quy trình tạo chi tiết cấy ghép sọ não

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan