Как технология 3d-сканирования революционизирует подгонку для инвалидных колясок

Клинические результаты и доказательства

Клиническая литература все чаще поддерживает использование 3D-сканирования для сидения на инвалидных колясках. В исследовании 2022 года, опубликованном в журнале «Реабилитация и вспомогательные технологии», сравнивались 15 пациентов, оснащенных оптимизированной подушкой, оптимизированной по алгоритму, полученной из 3D-сканирования, с 15 пациентами, использующими обычные подушки с индивидуальным контуром. Группа на основе сканирования показала статистически значимое снижение пикового давления при ишемической туберозности и более высокие субъективные рейтинги комфорта. Другое исследование в Архивы физической медицины и реабилитации задокументировало, что 3D-управляемые спинки улучшили грудное расширение и уменьшили позу передней головы у людей с нейромышечным сколиозом.

Помимо давления и осанки, пациенты сообщают о более высокой удовлетворенности. В опросе 120 пользователей инвалидных колясок 89% сказали, что их сканированная подушка для инвалидов была «более удобной», чем их предыдущая подушка, а 72% сказали, что они смогли увеличить свое ежедневное время сидения по крайней мере на два часа. Доказательства очевидны: 3D-сканирование обеспечивает ощутимые, измеримые преимущества, которые выходят за рамки удобства.

Интеграция 3D-сканирования с производством: от сканирования до сидения

Реальная мощность 3D-сканирования возникает, когда оно сопряжено с современным цифровым производством. Как только сканирование находится в САПР, дизайн может быть смоделирован, протестирован и итерирован до использования любого материала. Рост дополнительного производства (3D-печать) был особым игровым изменением. Собственные материалы, такие как TPU (термопластичный полиуретан) или силиконовые смеси, могут быть напечатаны в решетчатой структуре, которая модулирует жесткость по подушке - более мягкие под костными областями, более твердые под бедрами. Это невозможно достичь с помощью традиционной пены, но это можно точно контролировать из данных 3D-сканирования.

Даже когда конечный продукт изготовлен из обычной пены или пластика, сканирование позволяет производителям создавать точные формы с ЧПУ, которые точно воспроизводят цифровую форму. Весь процесс - сканирование, дизайн, машина, подгонка - теперь может быть завершен в одной клинической обстановке, особенно в крупных реабилитационных центрах, которые инвестируют в собственное оборудование. Поставщики, такие как Permobil и Ki Mobility , приняли этот рабочий процесс, предлагая варианты «точного сидения», которые начинаются с 3D-сканирования.

Опыт пациента: примеры из реального мира

Рассмотрим 45-летнего мужчину с Т10 полной травмой спинного мозга, который годами боролся с массовой подушкой. У него развиваются частые язвы давления на правой ишемической туберозности. После 3D-сканирования производитель конструирует подушку с контурной областью рельефа именно там, где возникает высокое давление. Подушка напечатана в гибкой решетке, и пациент сообщает о немедленном облегчении. Он возвращается для своей 6-месячной переоценки: никаких новых язв, его толерантность к сидению удвоилась, и он активно путешествует на инвалидной коляске по две мили каждый день.

Или рассмотрим 10-летнюю девочку с церебральным параличом, сколиозом которой трудно управлять. Ее команда сканирует ее в существующей инвалидной коляске, импортирует сканирование в ИБС и разрабатывает новую специально отформованную спинку, которая поддерживает ее грудной клетки асимметрично. Спинка изготовлена и установлена в течение одной недели. Ее мать сообщает, что ребенок больше не сутулится в одну сторону, и ее питание и дыхание улучшились. Эти истории становятся обычным явлением, поскольку 3D-сканирование переходит в основную практику.

Расчеты стоимости и доступности

Несмотря на свои явные преимущества, технология 3D-сканирования еще не универсальна. Основными барьерами являются стоимость и обучение. Портативный сканер клинического класса может стоить 15 000-40 000 долларов США, плюс программное обеспечение и компьютер для его запуска. Для небольших клиник или частных практикующих терапевтов это значительные инвестиции. Однако цены падают: сканеры потребительского класса, которые предлагают достаточную точность для установки на инвалидные коляски, теперь доступны менее чем за 5000 долларов США, а некоторые решения на основе смартфонов (например, FLT: 0) Creality CR-Scan Otter или приложение Peel 3D) толкают стоимость еще ниже.

В Соединенных Штатах Medicare и частные страховщики исторически платили за индивидуальные инвалидные коляски по кодам HCPCS для «мобильных устройств», но они не всегда конкретно возмещают услуги 3D-сканирования или САПР. Группы адвокатов и производители работают с Центрами Medicare & Medicaid Services (CMS) для признания цифрового сканирования в качестве оплачиваемой, медицинской услуги. Некоторые штаты и частные планы уже покрывают его, и по мере накопления доказательств более широкое покрытие кажется неизбежным.

Еще одним препятствием является обучение. Клиницисты — профессиональные терапевты, физиотерапевты, специалисты по сидению — должны научиться управлять сканером, обрабатывать данные и эффективно общаться с дизайнерами. Программы сертификации и практические семинары распространяются, часто предлагаемые производителями сканеров или такими организациями, как Реабилитационное инженерное и вспомогательное технологическое общество Северной Америки (RESNA) .

Будущее кастомной подгонки инвалидных колясок: ИИ, генеративный дизайн и дистанционное сканирование

Траектория 3D-сканирования в точках установки инвалидной коляски к еще большей автоматизации и персонализации. Одной из захватывающих разработок является генеративный дизайн , где алгоритмы искусственного интеллекта (ИИ) проводят 3D-сканирование пациента и автоматически предлагают оптимальную геометрию сидения. ИИ может имитировать распределение давления, жесткость материала и даже динамическое движение (например, когда пользователь продвигает стул). Клиницист рассматривает и выбирает из вариантов, созданных ИИ, резко сокращая время проектирования.

Другой рубеж — это дистанционное сканирование. Вместо того, чтобы ездить в специализированную клинику, пациент мог бы использовать приложение для смартфона со встроенной фотограмметрией для сканирования себя дома. Данные будут отправлены в центральный дизайн-центр, который изготавливает и отправляет компоненты инвалидной коляски непосредственно к двери пациента. Ранние пилотные программы, такие как программы, выполняемые Национальным институтом стандартов и технологий в сотрудничестве с реабилитационными больницами, показали, что удаленное сканирование, хотя и немного менее точное, часто достаточно для простых подушек и может значительно расширить доступ к недостаточно обслуживаемым группам населения.