研究發(fā)現(xiàn)，通過3D打印技術(shù)制造義眼比傳統(tǒng)方法快五倍
時(shí)間：2024-02-29 09:12 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2024年2月28日，科研人員在一項(xiàng)新的研究中證明，目前可以利用3D打印技術(shù)制造出極其逼真的假眼，而且所需時(shí)間僅為通常手工制作義眼所需時(shí)間的一小部分。
這項(xiàng)先進(jìn)的3D打印技術(shù)有望用于幫助全球800萬人制造逼真的義眼，這些人要么因?yàn)橄忍烊毕輰?dǎo)致眼睛異常或缺失，要么因?yàn)槭チ艘恢谎劬Χ枰辽僖恢患傺邸?/span>根據(jù)這項(xiàng)新技術(shù)的介紹，僅需90分鐘即可制造一只假眼，而相較之下，熟練的技術(shù)人員或眼科醫(yī)生通常需要8個(gè)小時(shí)才能手工制作一只假眼。結(jié)論表明，制造3D打印眼睛所需的勞動(dòng)力比傳統(tǒng)方法少了五倍。
德國(guó)弗勞恩霍夫計(jì)算機(jī)圖形研究所的研究員、該研究的主要作者Johann Reinhard表示：“患者對(duì)于佩戴假肢非常在意，因?yàn)樗麄儾幌胍饎e人的注意。有了這些更加逼真的眼睛，可能會(huì)幫助他們更多地參與社會(huì)活動(dòng)。”他強(qiáng)調(diào)，這一技術(shù)的優(yōu)越性在于為患者提供更舒適、逼真的假眼，有望提升他們?cè)谏鐣?huì)中的自信和參與度。
有關(guān)3D打印技術(shù)在義眼的進(jìn)一步研究
Reinhard表示，到目前為止，這種方法已成功應(yīng)用于倫敦Moorfields眼科醫(yī)院（MEH）的200多名成年患者，包括新研究中詳細(xì)描述的10名患者。
通常情況下，眼科醫(yī)師使用軟成型材料暫時(shí)填充空腔，制作患者眼窩的模具。然后，將該材料取出并用作模板，制作適合人眼窩的蠟印模。蠟經(jīng)過平滑、測(cè)試和重塑，直至其舒適貼合，然后用于制作塑料版本。最終的塑料眼睛是手繪的，以匹配患者的健康眼睛。
另外，這種傳統(tǒng)的制作方法導(dǎo)致人造眼睛通常每五到十年需要更換一次，部分原因是塑料的磨損。然而，由于這是一個(gè)手動(dòng)過程，因此，為同一個(gè)人制作的后續(xù)假眼可能在外觀和形狀上略有不同。
相反，新的3D打印方法采用為患者拍攝空眼窩和健康眼睛的專門圖像，然后對(duì)這些圖像進(jìn)行處理并用于起草藍(lán)圖，然后將其發(fā)送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行3D打印。Reinhard表示，這個(gè)打印過程通常僅需要大約90分鐘，但如果同時(shí)打印多只眼睛，則可以加快速度，例如，打印100只假眼只需10個(gè)小時(shí)。
這些3D打印的眼睛可以近似復(fù)制患者健康眼睛的顏色、大小和結(jié)構(gòu)，尤其擅長(zhǎng)捕捉眼睛的彩色部分（即虹膜）和白色部分（即鞏膜）。眼睛制作完成后，由眼科醫(yī)師安裝僅需要15到30分鐘。
研究小組說，理論上講，大約80%需要義眼的成年人都可以用這種方法安裝義眼。不過，并不是所有病人都能這樣做，比如那些眼窩非常復(fù)雜的病人，因?yàn)檐浖䶮o法為義眼找到匹配的形狀。另外，還需要更多的數(shù)據(jù)來確定這種技術(shù)是否也能用于為兒童制作義眼，這需要更多的監(jiān)管。
未來，該團(tuán)隊(duì)打算在更多的診所測(cè)試這種方法。今年的某個(gè)時(shí)候，他們希望能公布一項(xiàng)臨床試驗(yàn)的結(jié)果，該試驗(yàn)探討了這些3D打印眼睛在40名MEH患者中的長(zhǎng)期表現(xiàn)，并與手工制作的義眼進(jìn)行了比較。
△在這項(xiàng)新研究中，10名患者接受了3D打印的義眼，其中8名患者如上圖所示。在圖像（a）和（e）中，患者失去了左眼，因此義眼位于圖像的右側(cè)。在剩下的圖像中，患者失去了右眼，因此義眼位于左側(cè)
這項(xiàng)先進(jìn)的3D打印技術(shù)有望用于幫助全球800萬人制造逼真的義眼，這些人要么因?yàn)橄忍烊毕輰?dǎo)致眼睛異常或缺失，要么因?yàn)槭チ艘恢谎劬Χ枰辽僖恢患傺邸?/span>根據(jù)這項(xiàng)新技術(shù)的介紹，僅需90分鐘即可制造一只假眼，而相較之下，熟練的技術(shù)人員或眼科醫(yī)生通常需要8個(gè)小時(shí)才能手工制作一只假眼。結(jié)論表明，制造3D打印眼睛所需的勞動(dòng)力比傳統(tǒng)方法少了五倍。
△該研究已經(jīng)在《自然通訊》雜志上發(fā)表，題目為“定制義眼的自動(dòng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和3D印”（傳送門）
德國(guó)弗勞恩霍夫計(jì)算機(jī)圖形研究所的研究員、該研究的主要作者Johann Reinhard表示：“患者對(duì)于佩戴假肢非常在意，因?yàn)樗麄儾幌胍饎e人的注意。有了這些更加逼真的眼睛，可能會(huì)幫助他們更多地參與社會(huì)活動(dòng)。”他強(qiáng)調(diào)，這一技術(shù)的優(yōu)越性在于為患者提供更舒適、逼真的假眼，有望提升他們?cè)谏鐣?huì)中的自信和參與度。
△假眼通常放置在眼瞼和位于眼窩中的“眼眶植入物”之間
有關(guān)3D打印技術(shù)在義眼的進(jìn)一步研究
Reinhard表示，到目前為止，這種方法已成功應(yīng)用于倫敦Moorfields眼科醫(yī)院（MEH）的200多名成年患者，包括新研究中詳細(xì)描述的10名患者。
通常情況下，眼科醫(yī)師使用軟成型材料暫時(shí)填充空腔，制作患者眼窩的模具。然后，將該材料取出并用作模板，制作適合人眼窩的蠟印模。蠟經(jīng)過平滑、測(cè)試和重塑，直至其舒適貼合，然后用于制作塑料版本。最終的塑料眼睛是手繪的，以匹配患者的健康眼睛。
另外，這種傳統(tǒng)的制作方法導(dǎo)致人造眼睛通常每五到十年需要更換一次，部分原因是塑料的磨損。然而，由于這是一個(gè)手動(dòng)過程，因此，為同一個(gè)人制作的后續(xù)假眼可能在外觀和形狀上略有不同。
△用于創(chuàng)建3D打印義眼模型的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)軟件流程
相反，新的3D打印方法采用為患者拍攝空眼窩和健康眼睛的專門圖像，然后對(duì)這些圖像進(jìn)行處理并用于起草藍(lán)圖，然后將其發(fā)送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行3D打印。Reinhard表示，這個(gè)打印過程通常僅需要大約90分鐘，但如果同時(shí)打印多只眼睛，則可以加快速度，例如，打印100只假眼只需10個(gè)小時(shí)。
這些3D打印的眼睛可以近似復(fù)制患者健康眼睛的顏色、大小和結(jié)構(gòu)，尤其擅長(zhǎng)捕捉眼睛的彩色部分（即虹膜）和白色部分（即鞏膜）。眼睛制作完成后，由眼科醫(yī)師安裝僅需要15到30分鐘。
研究小組說，理論上講，大約80%需要義眼的成年人都可以用這種方法安裝義眼。不過，并不是所有病人都能這樣做，比如那些眼窩非常復(fù)雜的病人，因?yàn)檐浖䶮o法為義眼找到匹配的形狀。另外，還需要更多的數(shù)據(jù)來確定這種技術(shù)是否也能用于為兒童制作義眼，這需要更多的監(jiān)管。
未來，該團(tuán)隊(duì)打算在更多的診所測(cè)試這種方法。今年的某個(gè)時(shí)候，他們希望能公布一項(xiàng)臨床試驗(yàn)的結(jié)果，該試驗(yàn)探討了這些3D打印眼睛在40名MEH患者中的長(zhǎng)期表現(xiàn)，并與手工制作的義眼進(jìn)行了比較。
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