Wie 3D-gedruckte chirurgische Schablonen im AZ Monica einen Unterschied machen

Dr. Verstreken erlebte die Möglichkeiten von 3D in der Patientenversorgung zum ersten Mal bei einer Präsentation eines anderen Handchirurgen, Prof. Filip Stockmans. Obwohl Dr. Verstreken keine unmittelbaren Pläne hatte, die Methode in seine eigene Arbeit zu integrieren, blieb der Erfolg von Prof. Stockmans mit 3D bei ihm hängen. Als er später auf einen Fall stieß, bei dem ein Patient einen fehlgeformten Unterarm hatte, erkannte Dr. Verstreken schnell das Potenzial von 3D. Dieser spezielle Fall wäre mit der herkömmlichen 2D-Technologie nur sehr schwer zu behandeln gewesen.

An diesem Punkt folgte Dr. Verstreken den Spuren von Prof. Stockmans und wandte sich an Materialise, um eine Kooperation für den Fall zu initiieren. Materialise unterstützte ihn bei der 3D-Planung, dem Design der Bohrschablone und dem 3D-Druck der Schablone. "Das Ergebnis war fantastisch", so Dr. Verstreken.

Von da an setzte er die Zusammenarbeit mit Materialise fort, und im Laufe der Zeit begann AZ Monica, die 3D-Technologie langsam in seine Einrichtungen zu integrieren. Zunächst erwarben sie 2010 eine 3D-Planungssoftware von Materialise, um Visualisierungen und unkomplizierte Pläne in Eigenregie zu erstellen. Als Nächstes kam das Design: Das Krankenhaus beauftragte einen internen Experten mit der Gestaltung der Leitfäden. Und schließlich kauften sie 2017 ihren ersten Drucker, der letzte Schritt zur Schaffung eines vollständigen, durchgängigen 3D-Druck-Workflows in ihrem eigenen Labor. Seitdem haben sie sich auf die Verbesserung und Feinabstimmung des Labors konzentriert. Im Jahr 2021 stellte das Unternehmen den Formlabs Fuse 3D-Drucker vor, der mit der SLS-Technologie (Selective Laser Sintering) arbeitet und eine noch höhere Qualität liefert.

Jetzt wird das 3D-Drucklabor im AZ Monica regelmäßig genutzt. Das Team schließt pro Woche etwa vier bis fünf Fälle mit 3D-Technologie ab, von denen ein oder zwei den 3D-Druck beinhalten.

Warum genau hat sich die Investition in die 3D-Technologie gelohnt? Die wichtigste Antwort ist eine hervorragende Patientenversorgung.

Genauer gesagt hat die Technologie viele Vorteile, die letztlich zu einer besseren Behandlung führen. Einige davon hält Dr. Verstreken für besonders wichtig:

• Verwendung als Diagnoseinstrument
• Genaue Planung
• Ausweitung der Indikationen für Operationen
• Verkürzung der Operationszeit
• Verringerung der Strahlenexposition von Patienten
• Besser vorhersehbare Ergebnisse

Auch wenn sie bei komplexen Fällen weiterhin eng mit Partnern aus der Branche zusammenarbeiten, gibt es Anwendungen, bei denen das Team Vorteile darin sieht, die Technologie im eigenen Haus zu haben. Erstens gibt es ihnen mehr Flexibilität und die Möglichkeit, Innovationen vorzunehmen. Zweitens können sie bei einigen Indikationen die Vorlaufzeit erheblich verkürzen, indem sie sich nicht auf externe Partner verlassen. Auch in finanzieller Hinsicht erwartet das Team von AZ Monica, dass es auf lange Sicht Kosten einsparen kann. Und nicht zuletzt ist es auch befriedigend. "Wir empfinden das als sehr lohnend und vermeiden dadurch sogar ein Burnout", sagt Dr. Verstreken. "Das ist eine wirklich faszinierende Technologie. Und wenn wir die Ergebnisse sehen, spornt uns das an, auf diesem Weg weiterzumachen".

Dr. Verstreken hat die 3D-Technologie seit etwa 14 Jahren in seine Praxis integriert, und viele seiner Fälle haben von der 3D-Planung und dem 3D-Druck profitiert. Besonders hervorzuheben ist ein siebenjähriges Kind, das sich den Arm an drei Stellen gebrochen hatte. Traditionell würde ein Gipsverband ausreichen, um diese Art von Bruch zu behandeln. Bei diesem Patienten hat der Gips jedoch die Knochen in einem falschen Winkel zusammengefügt.

Normalerweise planten die Chirurgen diese Operation mit Stift und Papier. "Vielleicht werden auch heute noch Operationen auf diese Weise geplant", erklärt Dr. Verstreken. "Man nimmt ein Blatt Papier, zeichnet die Umrisse und schaut sich die Korrektur der Winkel an. Dann geht man in den Operationssaal und versucht, die Anatomie so gut es geht wiederherzustellen. Aber so einfach ist es nicht."

3D bietet so viel mehr als das. Gezeichnete Diagramme boten lediglich eine Möglichkeit, die Winkelung zu berücksichtigen. Durch die Planung in 3D kann der Chirurg die Malrotation sowie die Verlängerung und Verkürzung des Knochens in seinem präoperativen Plan berücksichtigen. "Wir wollen wirklich sicherstellen, dass wir die Anatomie so genau wie möglich wiederherstellen", sagt Dr. Verstreken. "Und genau hier kann die 3D-Technologie sehr hilfreich sein.

Der Prozess begann mit der Zusammenstellung von CT-Scans beider Arme zu einer 3D-Visualisierung. Von dort aus verglich Dr. Verstreken das gespiegelte 3D-Bild des gesunden Unterarms mit dem abnormen Unterarm. Und dann kam die Planung. Mit den 3D-Visualisierungen führte er eine virtuelle Operation durch und entschied, wo er Knochen verlängern und verkürzen musste, wie genau er den Knochen schneiden und wo er das Transplantat einsetzen musste.

Auf der Grundlage dieses Plans entwarf und druckte der klinische Ingenieur des Krankenhauses die Operationsanleitung. Und als er den Operationssaal betrat, hatte Dr. Verstreken das Gefühl, dass er diese Operation nicht zum ersten Mal durchführte. Nachdem ich die Führung auf den Knochen gesetzt hatte, ging alles glatt.

"Wenn die Schablone erst einmal an der richtigen Stelle sitzt, ist die Operation relativ einfach, weil man weiß, wo man bohren und wo man schneiden muss", erklärt Dr. Verstreken. "Und das [wo man Knochen verlängern und verkürzen kann] sind Dinge, die wir mit einem normalen zweidimensionalen Röntgenbild niemals so genau planen könnten."

Wenn Krankenhäuser wie AZ Monica beim Aufbau eines Point-of-Care-Labors erfolgreich sind, ist es für Dr. Verstreken wichtig, Ratschläge, Geschichten und Fragen in der Gemeinschaft zu teilen. Der Umgang mit gesetzlichen Vorschriften und der Krankenhausverwaltung kann schwierig sein, daher können wir alle voneinander lernen.

Wenn Sie die Einführung eines Point-of-Care-Labors in Ihrem Krankenhaus in Erwägung ziehen, schlägt Dr. Verstreken vor, damit zu beginnen, Kollegen dafür zu interessieren. Diskutieren Sie mit Kollegen aus anderen Abteilungen, wie ein Labor allen Ihren Teams zugute kommen könnte. Die 3D-Technologie kann sich auf viele Bereiche auswirken und ist eine großartige Möglichkeit, die Kosten auf verschiedene Abteilungen zu verteilen.

Als Nächstes müssen Sie sicherstellen, dass Sie die Vorschriften einhalten. Dies kann eine Herausforderung darstellen. Dr. Verstreken rät daher, sich mit anderen auszutauschen, die erfolgreich Qualitätsmanagementsysteme in ihre Labore integriert haben, und von deren Verfahren zu lernen. Materialise bietet auch einen Schulungskurs zum Aufbau eines Qualitätsmanagementsystems mit Experten an, die Sie durch den Prozess führen können.

Da auch die Gestaltung von Leitfäden keine einfache Aufgabe ist, empfehlen wir eine entsprechende Schulung, um ein erfolgreiches Ergebnis zu gewährleisten. Um diese Art von Schulung zugänglicher zu machen, hat Materialise einen flexiblen Online-Kurs entwickelt, der aus zwei Stufen besteht und den Teilnehmern die besten Praktiken für die Verwendung der Mimics Innovation Suite vermittelt. Die erste Stufe, der Grundlagenkurs, behandelt Themen wie die Segmentierung medizinischer Bilder zur Erstellung von 3D-Modellen. Der Konstruktionskurs geht noch einen Schritt weiter und behandelt das Design und die Entwicklung von patientenspezifischen medizinischen Geräten und Produkten. Durch das Erlernen der idealen Prozesse und Methoden in Kursen wie diesen können Krankenhäuser die Ausbildung von Laborpersonal am Point-of-Care rationalisieren.

Natürlich müssen die Krankenhäuser auch begründen, warum sie ein eigenes Labor bevorzugen. Sammeln Sie Argumente, die belegen, warum es ein solcher Vorteil ist - AZ Monica schlägt unter anderem kürzere Vorlaufzeiten, Zugänglichkeit und Flexibilität vor.

Und schließlich ist eine gute Zusammenarbeit im Team ein Muss. Aufbau einer engen Arbeitsbeziehung mit der radiologischen Abteilung. "Die 3D-Arbeit beginnt mit einer qualitativ hochwertigen Bildgebung", erklärt Dr. Verstreken. "Sie sind auf die radiologische Abteilung angewiesen, daher ist es wichtig, sie mit ins Boot zu holen." Ein weiterer wichtiger Experte für das Labor ist der klinische Ingenieur. Sie stehen oft im Mittelpunkt von 3D-Labors, daher ist es wichtig, eine zuverlässige, motivierte Fachkraft in dieser Rolle zu haben.

Sind Sie bereit für den Start? Wir hoffen, dass diese Tipps und die Geschichte von Dr. Verstreken Ihnen auf dem Weg zur Einrichtung eines 3D-Drucklabors in Ihrem Krankenhaus helfen.