1492317390

Zastosowanie technologii Rapid Prototyping w procesie rekonstrukcji obszarów twarzoczaszki

Application of Rapid Prototyping Technology in the craniofacial surgery

Grzegorz Budzik, ‘jan Burek, ‘Tomasz Dziubek,

‘Olimpia Markowska, ‘Paweł Turek, ^{1 2}Paweł Pakla

^Politechnika Rzeszowska im Ignacego Łukaszewicza, Powstańców Warszawy 12, 35 - 959 Rzeszów, ²Wojewódzki Szpital Specjalistyczny im Fryderyka Chopina, Chopina 2, 35 - 055 Rzeszów

E-mail: [e-mail], [e-mail], [e-mail], [e-mail], [e-mail]

Streszczenie

Celem pracy jest przedstawienie możliwości zastosowania technik inżynierii odwrotnej w procesie wsparcia lekarzy podczas zabiegów rekonstrukcji obszarów twarzoczaszki. Obszar badań zawarty w niniejszym opracowaniu ograniczony został do zakresu geometrii żuchwy oraz szczęki górnej. W celu odtworzenia geometrii 3D obszarów twarzoczaszki z danych DICOM, zastosowano algorytm maszerujących sześcianów należący do metod renderingu powierzchniowego. W procesie odwzorowania modeli fizycznych, wykorzystano przyrostowe metody (3DP i FDM). Opracowane w ramach realizacji prac modele fizyczne poddano weryfikacji dokładności odwzorowania z zastosowaniem optycznych metod pomiarowych. Proces dopasowania modeli odniesienia do modelu nominalnego, przeprowadzono przy wykorzystaniu algorytmu best fit. Ponadto przeprowadzone zostały prace dotyczące praktycznej oceny użyteczności podjętych badań, polegające na dopasowaniu tytanowych płyt rekonstrukcyjnych do wykonanych modeli.

15

1

Wprowadzenie

2

W ostatnim czasie obserwuje się coraz większe wykorzystanie inżynierii odwrotnej (ang. reverse engineering RE) w budowie modeli medycznych. Proces inżynierii rekonstrukcyjnej polega na zastosowaniu wszelakiego typu metod pomiarowych (stykowych lub optycznych), których celem jest zdigitalizo wanie obiektu rzeczywistego, następnie obróbkę pozyskanych danych pomiarowych i na ich podstawie wytworzenie metodami przyrostowymi bądź ubytkowymi modelu fizycznego. Ze względu na złożoność zagadnienia, dokładność procesu inżynierii odwrotnej uzależniona jest od właściwej korelacji czynników wynikających z zastosowanej metody pomiarowej, oprogramowania i dokładności algorytmów przetwarzających pozyskaną geometrię oraz zastosowanej technologii wytwarzania. Aby zapewnić wymaganą dokładność niezbędne jest opracowanie i zastosowanie wysoko wydajnej metodyki RE. Procedura wykonania gotowego implantu lub biomodelu składa się z kilku etapów (Rys. 1) [1].