HXC による 3D プリント 3 メートル竜ケース
2025-04-19
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2025-04-223D プリンティングの医療応用 - 気管モデルを用いた頸椎手術シミュレーションプロジェクト
プロジェクト背景
xxxxx 病院から、複雑な気管手術を受ける患者のために、正確な 3D 臓器プリントモデルの製作依頼がありました。** 気管周囲の椎骨の癒合と骨贅（こつぜい）の形成により、気道の構造が異常となり、麻酔科医が気管挿管を行うことができなかったためです。病院から提供された患者の頸椎 CT スキャンデータを基に、術前シミュレーション用にスキャン内の全ての詳細をモデルで再現するよう依頼されました。
プロジェクトの要件
また、病院からは、気管部分に軟質ゴム材料を、頸椎モデルに硬質材料を用いて、患者の実態を最大限に再現することが要求されました。同時に、識別しやすいように、気管と頸椎の色を区別することも指示されました。
事前分析
これは医療プロジェクトですので、CT スキャンと MRI データを専門的な 3D 医療プリントソフトウェアに取り込み、画像を解析して三次元モデルに変換しました。
ソフトウェアの支援を受けて、患者の脊椎と気管を分離しました。直接 3D プリントする必要のある脊椎の部分はオレンジ色でマークし、別途製作する気管の部分はグレーでマークしました。
ソフトウェア上では、患者の食道病変の位置と範囲をはっきりと確認することができます。
事前分析の作業が完了した後、当社のプリントオペレーターは 3D プリント用のスライサーソフトウェアで必要なサポートを追加しました。このモデルは非常に複雑です。適切なサポートの追加により、プリント時の安定性を向上させ、構造の崩壊を防ぐとともに、プリント精度の向上にもつながります。本プロジェクトでは高い詳細度と精度が求められましたが、専門ソフトウェアを活用することで効率的にタスクを完了することができました。上記の画像で赤色でマークされたサポートは、ポストプロセスで除去されます。
機械による印刷
次に、印刷フェーズに入りました。本プロジェクトでは、印刷されたモデルの詳細が CT スキャンデータと高度に一致することが求められました。これは従来のプロセスでは極めて達成が困難な要件でした。しかし、当社 HXC チームの熟練エンジニアの協力により、すべての詳細が完璧に再現されました。
ポストプロセス
印刷後、慎重にモデルをプラットフォームから取り外し、アルコールで清掃しました。次に、サポート構造の除去作業を行いました。上の 2 番目の写真では、まだモデルのサポート構造が確認できます。しかし、右の写真では、当社が丁寧に行ったポストプロセスの後、サポートは全く見られず、顧客は最終的な印刷結果に非常に満足しています。
食道ホース製作用の真空成形
脊椎モデルの硬質材料とは対照的に、病院からは気管を軟質ゴム材料で製作することが要求されました。顧客の要望に応えるため、まず気管モデルを印刷し、次に当社の 3D スキャナーでデータをスキャンして病院に精度確認のため送付しました。
病院による精度確認の後、当社は真空鋳造を用いて気管の最終モデルを製作しました。3D プリントされたモデルは完璧でなければならないのは、どんな欠陥も金型に転写されてしまうからです。ここで真空鋳造を採用することで、プリンターの材料を変更することなく、異なる色の気管モデルを製作することが可能となりました。
組み立て
3D プリンタの医療分野での応用についてさらに詳しく知りたい場合、または類似のプロジェクトで当社の印刷サービスやその他のモデル受注製造サービスが必要な場合は、お気軽にお問い合わせください！
病院による精度確認の後、当社は真空鋳造法を用いて気管の最終モデルを作成しました。3D プリントされた元型は完全無欠でなければなりません。なぜなら、わずかな欠陥でも鋳型に転写され、最終製品の品質に影響を及ぼすからです。真空鋳造法を採用することで、プリンターの材料を変更することなく、異なる色の気管モデルを再現性高く製造することが可能となります。