Главная / Блог / Применение / 3D принтеры в медицине: обслуживание магниторезонансных томографов (МРТ)

3D принтеры в медицине: обслуживание магниторезонансных томографов (МРТ)

09.09.2020

3D печать в архитектурном макетировании

Магнитно-резонансная томография – самый современный и эффективный метод диагностики, который помогает врачу точно диагностировать проблему со здоровьем или ее отсутствие. МРТ имеет ряд преимуществ перед КТ и рентгенографией, в первую очередь, это безопасность для человека и точность получаемых результатов, единственный минус – достаточно высокая стоимость данной процедуры и, конечно, самого аппарата, комплектующих и вспомогательных инструментов.

О там как 3D печать может помочь в продаже и обслуживании МРТ, нам рассказал Виталий М. из компании «МРТ-сервис», которая занимается продажей и сервисным обслуживанием МРТ/ КТ и рентген-оборудования, и в своей деятельности активно использует 3D принтеры.

3D печать в архитектурном макетировании

Каким образом в сфере обслуживания сложной медицинской техники (МРТ, КТ и пр.) используются 3D принтеры?

При обслуживании магниторезонансных томографов требуются дорогие устройства для решения определенных задач. К примеру, чтобы получить однородность магнитного поля, необходимо произвести шиммирование. Есть такое понятие как «шим-девайс», это некий дорогостоящий инструмент, который не относится к медицинской технике, но необходим для ее правильного функционирования.

3D печать в архитектурном макетировании

3D печать в архитектурном макетировании

3D печать в архитектурном макетировании

Его очень трудно достать, так как производится он в эксклюзивных немногочисленных партиях, купить практически невозможно.

И поэтому, необходимо сделать такое же устройство, либо такой же прототип. 3D моделирование вкупе с 3D принтерами позволяют произвести такой инструмент.

Еще одно наше направление по применению 3D печати в МРТ – разработка антенн для поиска радиопомех. Внутри прибора размещена электроника, но вся корпусная часть делается на 3D принтере.

3D печать в архитектурном макетировании

Также есть катушки для МРТ, про них потом расскажу подробнее.

3D печать в архитектурном макетировании

Также печатаем различную мелочовку, необходимые запчасти, крепежи и т.д.

3D печать в архитектурном макетировании

3D печать в архитектурном макетировании

3D печать в архитектурном макетировании

3D печать в архитектурном макетировании

Из пластиков сначала использовали Polymaker PLA, потом перешли на ESUN. По большей части используем PLA-пластик, он экологически чистый, делается из кукурузы. ABS все же пахнет при печати. Но если необходимо изготовить шестеренки, детали, на которые предполагается нагрузка, в ход идет и ABS. Для антенн, как выяснилось опытным путем, лучше использовать PLA, для прототипов это идеальный вариант. Он и липнет к столу отлично, и обрабатывается комфортнее, за счет того, что является более хрупким, но это сугубо мое мнение, возможно кому-то это покажется минусом. Помимо принтеров у нас есть 3D фрезер, на котором изготавливаем алюминиевые элементы.

Как давно вы внедрили в работу 3D принтеры?

В мастерской используются 3D принтеры Raise3D Pro2 Plus, Anycubic Photon и Hercules.

Hercules - первый принтер, приобретенный в 2016-2017 гг. Параллельно с ним купили более дешевый 3Д принтер для печати деталей, участвующих в сборке (шайб, углов, упоров и пр.) Но в итоге отказались от него, так как качество печати ниже, а преимущества в скорости нет.

Сейчас осталось 3 основных рабочих лошадки - два, работающих по технологии FDM, и один фотополимерный.

Какие критерии выбора принтера были в приоритете?

Изначально искали такой принтер, на котором можно было бы печатать 2-мя экструдерами цельные большие модели. В своем время приобрели Hercules, правда с одним экструдером, но с большой областью печати. Но он уже «поизносился» - на нем было напечатано около 100 килограммов пластика. И хотелось перейти на что-то новое, большое и двухэкструдерное, поэтому я приобрел Raise3D Pro2 Plus.

Если сравнивать Hercules и Raise3D, у первого лучше скорость, у второго – качество. Если я печатаю модель на одном экструдере и ее качество непринципиально, используется Hercules. Он позволяет быстро напечатать, но, конечно, с худшим качеством. Ну и, честно говоря, Raise3D очень жалко «насиловать» на больших скоростях, есть старенький принтер для этих целей, а с Pro2 Plus стараемся поаккуратнее.

Hercules по началу печатал практически круглосуточно, и Raise3D у меня печатает всегда, если я нахожусь в мастерской или где-то неподалеку.

Фотополимерный принтер – Anycubic Photon, очень хороший принтер, особенно за такую стоимость. На нем печатаются тонкие детали, когда нужно сделать ювелирную работу, к примеру, маленькую шестереночку с толщиной слоя 25 микрон.

3D печать в архитектурном макетировании

3D печать в архитектурном макетировании

Также был опыт использования 3D сканера. Но в нашем случае, доработка 3D модели после сканера в программе занимает столько же времени, сколько отрисовка модели заново. Когда рисуешь модель сам, полигоны обрабатываются лучше и ошибок меньше.

Наверное, все зависит от модели. Если нужно отсканировать, к примеру, человека, с 3D сканером ничего не сравнится, а если речь о шестеренке, винте и прочих деталях, то проще нарисовать самим или найти уже созданную модель детали в интернете (многие из них есть в свободном доступе) и просто ее доработать.

Для каждого принтера используется свой слайсер: ideaMaker для Raise3D, Chitubox для Anycubic и Cura для Hercules.

Была попытка зарегистрироваться в облачной платформе RaiseCloud, но не хватило времени разобраться и пока жесткой необходимости нет (Примечание: В ближайшее время выйдет русифицированная версия RaiseCloud, зарегистрироваться будет проще и быстрее).

Специфика и эффективность использования 3D оборудования в сфере МРТ

В нашей сфере 3D принтеры не окупили себя с точки зрения бизнеса. Они окупили себя с точки зрения скорости. Время - это трудозатраты, а также большие деньги, и поэтому мы потратили 1 млн руб. на покупку оборудования, но зато это ускорило весь процесс производства в 5-7 раз.

К примеру, на разработку антенны для поиска радиопомех ушел год. Причем на саму электронную начинку потратили месяц-два, а на получение конечного результата по внешнему виду, дизайну, форме понадобился год. Конечно, нужно учитывать, что это не каждодневная работа, все делается поэтапно - сначала разработали модель с нуля в SOLIDWORKS, затем напечатали один прототип, другой, третий… В любом случае, процесс прототипирования всегда занимает много времени, у нас было около 10-15 промежуточных вариантов, пока не пришли к итоговому варианту. Чтобы добиться нужной шероховатости, чтобы инструмент хорошо лежал в руке и им было удобно пользоваться, чтобы оптимизировать форму, приходится производить много-много прототипов. Именно 3D технология позволяет это делать достаточно быстро и дешево. Если бы делали прототипы несамостоятельно, процесс бы затянулся на несколько лет.

3D печать в архитектурном макетировании

Антенна после печати на Raise3D Pro2 Plus

3D печать в архитектурном макетировании

Антенна после печати на Raise3D Pro2 Plus

3D печать в архитектурном макетировании

Процесс покраски антенн

3D печать в архитектурном макетировании

Процесс покраски антенн

3D печать в архитектурном макетировании

Готовая антенна

3D печать в архитектурном макетировании

Готовая антенна

3D печать в архитектурном макетировании

Готовая антенна

Все наши прототипы мы печатаем на 3D принтерах из пластика, как только получаем идеальный, «вылизанный» вариант, отдаем модель для создания на промышленном 3D принтере конечного продукта из полиамида в сторонних компаниях. Точность и качество поверхности там кратно лучше для наших целей. Полиамид дает более ровную поверхность, что гораздо лучше для покраски, достаточно двукратного нанесения грунта и краски без шлифовки.

Особенно это актуально для сложных вогнутых изделий. Все же хочется делать функциональную и красивую продукцию. Такое дорогостоящее оборудование стоит от 1-2 миллионов, и приобретать его нам самим нецелесообразно, мы его просто не загрузим, чтобы печатать в таких объемах. В данный момент работаем с питерскими ребятами, которые печатают из вторичных материалов. В Москве, увы, не получилось найти, компанию, которая за адекватные деньги и за приемлемое время сделает изделие. 150 руб. за грамм - это немыслимая цена и прототип получается золотым. Терять в рентабельности не можем себе позволить.

На данный момент это идеальная схема, мы своими силами оперативно и качественно с минимальными затратами производим прототипы и мелкие детали, а затем делаем готовую продукцию на аутсорсе.

Еще один пример – изготовление прототипов специализированных катушек для МРТ, которые делаются практически полностью на 3D принтере. В России этим в принципе никто не занимается, нет ни компаний, которые бы их делали, ни обучения по созданию катушек. Но есть потребность, и не только в нашей стране, но и во всем мире.

Катушка МРТ представляет собой комплекс узкодиапазонных направленных антенн, который позволяет улавливать магниторезонансный сигнал от исследуемого объекта. По сути, это измерительное устройство, которое регистрирует сигналы исследуемых частей тела пациента

Буквально недавно было испытание такой катушки на МРТ, и в течение пары недель отшили прототип катушки в коже.

Катушки обтягиваются кожей для более удобного использования - мыть и чистить кожу намного проще, чем другие материалы.

3D печать в архитектурном макетировании

Печать катушки для МРТ на Raise3D Pro2 Plus

3D печать в архитектурном макетировании

Напечатанная катушка с вмонтированным креплением

3D печать в архитектурном макетировании

Катушка, обтянутая кожей

3D печать VS альтернативные способы производства.

Раньше мы делали макеты из эпоксидной смолы и стеклоткани, какие-то прототипы иногда из папье-маше. Так как это ручная работа, повторяемость в данном случае очень низкая.

Потом пробовали заказывать необходимые прототипы и детали на аутсорсинге. Я пытался найти грамотных людей, которые могут помочь изготовить макеты. Но, к сожалению, это получается либо очень дорого, либо очень долго. В России неадекватная цена на печать своей же модели, которую мы собственноручно создали в 3D программе. Пришлось самому изучать 3D печать, а потом еще и 3D фрезеровку, так как не все возможно напечатать из пластика, есть какие-то «силовые» вещи, которые нужно изготовить из алюминия или из меди. Я прошел этот путь сам.

Плюсы и минусы 3D печати

У 3D печати колоссальные плюсы, если ты разработал и протестировал уже окончательный прототип, то потом уже ничего не требуется, только передать STL-файл на печать на промышленном принтере с идеальным качеством поверхности.

Минус FDM печати – даже толщина слоя 0,1 мм не дает возможности печатать готовую продукцию в нашей сфере. В идеале нужен пластик, очень легкий в обработке и покраске, с которым будет быстрее достигаться продажный вид.

И, конечно, принтер очень спасает в бытовых моментах - начиная от печати кронштейна для проектора или детской игровой приставки, заканчивая шестеренками для мясорубок или других устройств. Это относится ко всему, что либо невозможно найти, либо будет стоить большие деньги. А здесь, сел, полчаса порисовал, напечатал и готовая продукция у тебя на руках.

Так как мне приходится очень много печатать, если вдруг понадобится , к примеру какая-то заглушка на трубу, мне проще нарисовать ее и произвести на 3D принтере. Это будет гораздо быстрее, чем тратить время на поиски, деньги на бензин.

Самое приятное, что благодаря огромному количеству кружков и ЦМИТов по робототехнике, 3D моделированию, число которых постоянно растет, все больше детей вовлечены в процесс, умеют моделировать и печатать на 3D принтере с юных лет. Дети уже могут напечатать квадрокоптер на 3D принтере. Мой сотрудник, который давно в этой теме, может в течение дня отрисовать модель, поставить на печать, уйти, и с утра уже получить готовое изделие. Это очень быстро и качественно повысит процессы изобретений уже в ближайшем будущем.

#Применение
Все материалы

Остались вопросы?

Наши специалисты помогут с выбором 3D-оборудования или аксессуаров, проконсультируют по любым вопросам.

Нашли дешевле?

Нашли дешевле?

Ваш запрос успешно отправлен.

Как только он будет обработан, менеджеры нашей компании свяжутся с вами.

Купить в один клик

Запросить КП

Форма программы Trade-in

Добавить отзыв

Заполните форму