Mit der steigenden Nachfrage nach personalisierten und präzisen orthopädischen Versorgungen stoßen herkömmliche Verfahren zur manuellen Vermessung und Orthesenfertigung zunehmend an ihre Grenzen – sowohl hinsichtlich der Effizienz als auch der Genauigkeit.

Als Antwort auf diese Anforderungen bietet der handgeführte 3DeVOK MQ 3D-Scanner in Kombination mit dem 3DeVOK Airgo Wireless-Handgriff sowie der TPM3D SLS-3D-Drucktechnologie (Selektives Lasersintern, SLS) eine durchgängige digitale Orthopädielösung. Sie ermöglicht medizinischen Einrichtungen die effiziente Herstellung vollständig individuell angepasster Orthesen – von der präzisen 3D-Datenerfassung bis zur digitalen Fertigung.

Abbildung 1: 3DeVOK MQ 3D-Scanner mit 3DeVOK Airgo Wireless-Handgriff

Ausgangssituation

Bei der Versorgung mit Wirbelsäulen-, Handgelenk-Hand- und Sprunggelenk-Fuß-Orthesen weisen herkömmliche Fertigungsverfahren häufig folgende Einschränkungen auf:

-Kontaktintensiver Gipsabdruck: Patientinnen und Patienten müssen über einen längeren Zeitraum eine feste Position einnehmen, was den Komfort beeinträchtigt. Zudem ist der gesamte Arbeitsablauf aufwendig und mit erheblichem Reinigungsaufwand verbunden.

-Begrenzte Genauigkeit manueller Vermessungen: Die Messergebnisse hängen stark von der Erfahrung der Orthopädietechnikerin bzw. des Orthopädietechnikers ab. Messabweichungen können zu schlecht sitzenden Orthesen oder einer verminderten Korrekturwirkung führen.

-Lange Fertigungszeiten und geringe Effizienz: Vom Gipsabdruck bis zur fertigen Orthese ist der Herstellungsprozess zeitaufwendig und kann den Beginn der Rehabilitation verzögern.

-Eingeschränkte Möglichkeiten zur Individualisierung: Eine optimale Anpassung an die Biomechanik der Patientin bzw. des Patienten ist nur begrenzt möglich, wodurch Passform, Tragekomfort und Stabilität der Orthese beeinträchtigt werden können.

Digitale Orthopädielösung

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, bietet 3DeVOK eine durchgängige Lösung – von der 3D-Datenerfassung bis zur additiven Fertigung individueller Orthesen. Der Workflow umfasst die folgenden Schritte:

Hochpräzise 3D-Datenerfassung

Der professionelle 3DeVOK MQ 3D-Scanner erfasst hochpräzise 3D-Daten der Wirbelsäule sowie der Handgelenk-Hand- und Sprunggelenk-Fuß-Bereiche des Patienten bzw. der Patientin. In Kombination mit dem 3DeVOK Airgo Wireless-Handgriff ermöglicht das System eine vollständig kabellose, handgeführte und flexible Datenerfassung, sodass der Zielbereich aus allen relevanten Blickwinkeln präzise erfasst und die anatomische Geometrie originalgetreu digitalisiert werden kann.

Die erfassten 3D-Scandaten werden anschließend in 3DeVOK Studio weiterverarbeitet. Dazu gehören unter anderem die Rauschunterdrückung, die Netzoptimierung sowie die Ausgabe standardisierter 3D-Dateiformate wie STL oder OBJ.

Abbildung 2: 3DeVOK MQ bei der 3D-Erfassung von Rumpf, Handgelenk-Hand- und Sprunggelenk-Fuß-Bereichen des Patienten

Digitale Modellierung und individuelles Orthesendesign

Die in der 3DeVOK Studio 3D-Scanning-Software aufbereiteten 3D-Daten können in Konstruktions- und Modellierungssoftware wie Rodin4D oder Freeform importiert werden, um das 3D-Design sowie die strukturelle Optimierung der Orthese durchzuführen.

Während des Konstruktionsprozesses können lokale Anpassungen vorgenommen, die Geometrie optimiert sowie biomechanische und ergonomische Anforderungen berücksichtigt werden. Dadurch lassen sich Steifigkeit, Tragekomfort und Passgenauigkeit der Orthese gezielt verbessern.

Abbildung 3: Orthesenkonstruktion für eine Wirbelsäulenorthese mit Rodin4D

Abbildung 4: 3D-Modellierung einer Wirbelsäulenorthese mit Freeform

Hochpräziser SLS-3D-Druck

Das finalisierte 3D-Modell wird mithilfe der SLS-Technologie (Selektives Lasersintern) durch den 3DeVOK-Partner TPM3D gefertigt und direkt in eine fertige Orthesenstruktur überführt.

Die SLS-Technologie ermöglicht die Herstellung komplexer Geometrien mit hoher Präzision und gewährleistet gleichzeitig leichte, stabile und langlebige Orthesen mit verbessertem Tragekomfort.

Abbildung 5: SLS-3D-Drucksystem von TPM3D

Geschlossener digitaler Versorgungskreislauf in der Medizin

Die digitalen 3D-Orthesen können in Rehabilitations- und ganzheitliche Therapieprogramme integriert werden und ermöglichen ein durchgängiges, personalisiertes Versorgungskonzept – von der Orthesenkonstruktion über die Fertigung bis hin zur Rehabilitation der Patientinnen und Patienten.

Anwendungsnutzen

Durch den Einsatz der digitalen Orthopädielösung von 3DeVOK können medizinische Einrichtungen zahlreiche Vorteile bei der Entwicklung und Fertigung von Orthesen erzielen:

-Höhere Präzision bei der Orthesenanpassung:
Der 3DeVOK MQ 3D-Scanner erfasst die individuelle Anatomie der Patientinnen und Patienten präzise, reduziert Fehler herkömmlicher manueller Vermessungsmethoden und ermöglicht eine passgenauere Anpassung der Orthesen an die jeweilige Körperform.

-Verkürzte Fertigungszeiten:
Mit einem besonders großen Scanbereich von 1100 × 1000 mm ermöglicht der MQ 3D-Scanner eine schnelle Erfassung ganzer Körperbereiche oder spezifischer Regionen. Die intuitive Bedienung erleichtert auch Einsteigern die Nutzung und reduziert Schulungs- sowie Betriebskosten.

-Verbesserte Patientenerfahrung:
Die 3D-Erfassung ohne sichtbares Licht ist augenschonend und ermöglicht in Kombination mit dem individuellen Design eine bessere Passform sowie höheren Tragekomfort der Orthesen.

-Einfache Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit:
Der digitale Workflow lässt sich auf verschiedene Abteilungen und unterschiedliche Orthesentypen übertragen und unterstützt dadurch eine standardisierte sowie skalierbare Anwendung.

Praxisbeispiel

Das Zhongshan Chen Xinghai Traditional Chinese and Western Medicine Hospital setzt diese Lösung bereits für die Versorgung mit Wirbelsäulen-, Handgelenk-Hand- und Sprunggelenk-Fuß-Orthesen ein.

Mithilfe des 3DeVOK MQ 3D-Scanners zur präzisen Datenerfassung und der TPM3D SLS-3D-Drucktechnologie zur Fertigung konnten mehrere individuell angepasste Orthesen erfolgreich hergestellt werden.

Das Feedback der Patientinnen und Patienten bestätigt eine hervorragende Passform, hohen Tragekomfort sowie deutliche Verbesserungen im Rehabilitationsprozess. Dieses Praxisbeispiel bestätigt die technische Umsetzbarkeit und den klinischen Nutzen der digitalen 3D-Orthopädielösung umfassend.

Videodemonstrationen:

• 3D-Scanning der Wirbelsäule 

• 3D-Scanning des Handgelenk-Hand-Bereichs 

• 3D-Scanning des Sprunggelenk-Fuß-Bereichs 
  
  

Abbildung 6: 3D-Druckzentrum am Zhongshan Chen Xinghai Traditional Chinese and Western Medicine Hospital

Fazit

Der 3DeVOK MQ 3D-Scanner bildet als zentrales Element der digitalen Orthopädielösung von 3DeVOK die Grundlage für einen effizienten, präzisen und personalisierten Workflow zur Orthesenfertigung. In Kombination mit dem 3DeVOK Airgo Wireless-Handgriff und der SLS-3D-Drucktechnologie ermöglicht die Lösung eine durchgängige digitale Prozesskette – von der berührungslosen 3D-Datenerfassung bis zur individuellen Fertigung der Orthese.

Im Vergleich zur herkömmlichen, zeitaufwendigen und für Patientinnen und Patienten häufig unangenehmen Gipsabdruckmethode verbessert der neue digitale 3D-Ansatz nicht nur die Präzision und Effizienz, sondern steigert auch deutlich den Patientenkomfort.

Durch die Kombination von 3D-Scandaten und 3D-Drucktechnologie können Orthesen individuell entsprechend der Anatomie und den Rehabilitationsanforderungen der Patientinnen und Patienten entwickelt und gefertigt werden. Zusätzliche Hohlstrukturen ermöglichen eine bessere Belüftung, ein geringeres Gewicht sowie einen höheren Tragekomfort und verbessern dadurch die Alltagstauglichkeit der Orthesen.

Damit bietet die Lösung medizinischen Einrichtungen eine leistungsfähige technische Grundlage, um die Zufriedenheit der Patientinnen und Patienten sowie die Behandlungsergebnisse bei individuell gefertigten Rehabilitationshilfsmitteln nachhaltig zu verbessern.

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