Das 3D-Labor des Krankenhauses von Sabadell verändert die chirurgische Versorgung für optimale Ergebnisse

Im Jahr 2015 führte das Krankenhaus eine Ressource ein, die seither zu einem integralen Bestandteil seiner Innovationsmission und seines Engagements für Spitzenleistungen im Gesundheitswesen geworden ist: das 3D-Labor. Zunächst wurde der 3D-Druck am Ort der Behandlung eingeführt, um die Vorteile der 3D-Planung und des 3D-Drucks für Anwendungen in der orthopädischen Chirurgie nutzbar zu machen. Doch schon bald dehnten sie sich auf fast alle Abteilungen aus und brachten bereits deutliche Vorteile in Bezug auf die chirurgische und operative Effizienz.

Wir sprachen mit Dr. Ferran Fillat, Orthopäde und 3D-Laborkoordinator am Hospital de Sabadell, um herauszufinden, warum der 3D-Druck am Point-of-Care für seine Kollegen so wichtig geworden ist und warum er die Partnerschaft mit Materialise für so wichtig hält.

Bewährter Erfolg. Wir begannen 2014 damit, die Vorteile des 3D-Drucks zu untersuchen. Zunächst druckten wir - über einen externen Dienstleister - anatomische Modelle, um die Planung für bestimmte orthopädische Operationen zu unterstützen. Es hat sehr gut funktioniert, und wir konnten sehen, dass das Konzept ein erhebliches Potenzial für eine viel breitere Palette von Anwendungen hat. Also beantragten wir bei der Gesellschaft für orthopädische Chirurgie in Katalonien einen Zuschuss und kauften unseren ersten 3D-Drucker. Unser 3D-Labor war geboren.

Mit dem Drucker kam die Ausbildung. Wir experimentierten anfangs auch mit freien Softwaretools und begannen, unsere Segmentierungs- und Designfähigkeiten zu entwickeln, indem wir das Gelernte zunächst auf die präoperative Planung von proximalen Humerusfrakturen anwendeten. Es dauerte nicht lange, bis wir erkannten, wie nützlich dies sein könnte und begannen, verschiedene Anwendungen einzuführen.

In unserem ersten Jahr haben wir 15 Fälle unterstützt. Im darauffolgenden Jahr haben wir diese Zahl verdoppelt. Im letzten Jahr haben wir begonnen, mit den Softwarelösungen Mimics Core und inPrint von Materialise zu arbeiten, und wir sind jetzt bei über 100 Fällen angelangt. Die richtige Software zu haben, hat unsere Möglichkeiten und unser Wachstum wirklich stark beeinflusst.

Wir sind in der Lage, präoperative chirurgische Pläne zu erstellen und alle unsere eigenen Entwürfe zu erstellen, mit der Gewissheit, dass die von uns verwendete Software CE-gekennzeichnet und für den medizinischen Gebrauch geeignet ist. Wir drucken anatomische Modelle vor Ort und senden unsere Dateien für personalisierte chirurgische Anleitungen (für die eine spezielle Lizenz zur Herstellung von Medizinprodukten erforderlich ist) an unseren externen Druckpartner.

Ich bin ein orthopädischer Chirurg. Ich denke, das und unsere anfängliche Konzentration auf orthopädische Fälle zu Beginn des Labors haben dazu geführt, dass wir uns auf diesem Gebiet stark spezialisiert haben. Wir sind Experten in der Herstellung von Operationsschablonen für Kahnbein-, Ellenbogen-, distale Radius-, Schulter- und Knieoperationen bis hin zu Wirbelsäulenoperationen und Osteotomien.

Im letzten Jahr haben wir uns jedoch wirklich geöffnet und arbeiten jetzt mit vielen Abteilungen des Krankenhauses zusammen. Wir haben zum Beispiel an Fällen und Projekten aus der Gefäßchirurgie, der Pädiatrie, der Leberchirurgie, der Kieferchirurgie und der Kardiologie gearbeitet. Das ganze Krankenhaus weiß, was wir im 3D-Labor machen, und sie wollen mit uns zusammenarbeiten.

Wenn man zum ersten Mal über den 3D-Druck im Krankenhaus nachdenkt, kommt einem automatisch in den Sinn, dass der Drucker selbst das Wichtigste sein wird. Und das ist es auch, bis zu einem gewissen Grad. Die Maschinen, die wir vor Ort haben, ermöglichen es uns jetzt, Prototypen von Führungen und unsere eigenen anatomischen Modelle zu drucken, beides ist für unsere Arbeit unerlässlich.

Aber die Software ist absolut entscheidend, nicht nur im Hinblick auf die 3D-Planungsfunktionalität und die spezifischen Geräteentwurfswerkzeuge, sondern auch, weil sie uns geholfen hat, die richtigen Wege zu finden. In diesem Sinne ist es wirklich die entscheidende Grundlage, auf der alles andere aufbaut. Mit der richtigen Software können wir die 3D-Planung und den 3D-Druck in effiziente Arbeitsabläufe mit Chirurgen, anderen Abteilungen und natürlich auch mit externen Druckpartnern einbinden.

Damit eine krankenhausinterne 3D-Anlage erfolgreich sein kann, müssen die Chirurgen die Möglichkeiten und Prozesse verstehen, und vor allem müssen sie in der Lage sein, mit den Biomechanikern einfach, schnell und kooperativ zusammenzuarbeiten. Es ist nicht der Drucker, der das möglich macht, es sind die Menschen und die Software.

Bei orthopädischen chirurgischen Planungs- und Führungsanwendungen sind wir sehr fallorientiert. Wenn ein Chirurg einen Patientenfall hat, mit dem er uns befassen möchte, reicht er einen förmlichen Antrag ein, der von uns geprüft wird.

Da wir uns in unserem Haus befinden, können wir auf alle relevanten medizinischen Bilddateien usw. zugreifen und mit Mimics sehr schnell Scans und Röntgenbilder in einen Planvorschlag und ein Leitbild verwandeln. Mit dem Materialise Mimics Viewer können wir diese mit dem verantwortlichen Chirurgen teilen, um sie zu überprüfen und eventuelle Änderungen vorzunehmen - mit Mimics inPrint können wir auch ein anatomisches Modell drucken, um die Passgenauigkeit des Führungsprototyps zu beurteilen. Schließlich senden wir die genehmigten Dateien an einen zertifizierten Hersteller.

Viele unserer Projekte beginnen aber auch als Doktorarbeiten. Dabei arbeiten wir sehr eng mit unserem Forschungsinstitut und der Ethikkommission zusammen, um die Durchführbarkeit und potenzielle Finanzierbarkeit zu prüfen, da wir in einigen Fällen je nach Art des Projekts Zuschüsse beantragen können.

Mit präoperativen Plänen und Operationsschablonen ist der größte Vorteil das Vertrauen. Die im Vorfeld gewonnenen Erkenntnisse, die unsere 3D-Lösungen bieten, geben Chirurgen und ihren Teams die Gewissheit, dass die Planung eines jeden Eingriffs den Erfahrungen im OP entspricht. Die Planung stimmt mit der Realität überein, da die Planung für die besten Ergebnisse auf der Grundlage der spezifischen Anatomie des Patienten optimiert ist. Das ist positiv für uns und für die Patienten.

Es ist ein großer Fortschritt, wenn wir nachweisen können, dass die Operationen genau wie vorgesehen durchgeführt werden.

Wir werden natürlich mehr Zeit benötigen, um den langfristigen Nutzen für die Patienten zu bewerten. So müssen wir beispielsweise Nachbeobachtungsdaten über einen Zeitraum von etwa fünf Jahren sammeln, um einen Bereich wie die Schulterendoprothetik unter dem Aspekt "mit 3D-Planung" gegenüber "ohne" zu betrachten. Was wir jedoch bereits wissen, ist, dass keiner unserer Chirurgen diesen Eingriff mehr ohne Anleitung durchführen möchte. In diesem Zusammenhang haben 3D-Lösungen bereits begonnen, unsere klinische Praxis vollständig zu verändern.

Ja, wir sparen definitiv Zeit. Dank der 3D-Software und der Drucktechnologie konnten wir die Operationszeiten bei orthopädischen Anwendungen wie der Kahnbeinchirurgie um bis zu 50 % reduzieren.

Nachdem wir viel über unsere Methode gelernt haben, sind wir jetzt - vor allem dank der Mimics-Software von Materialise - in einem Stadium, in dem wir unsere eigenen Prozesse im 3D-Labor optimieren, und das wird dem Krankenhaus letztendlich operative Vorteile bringen, was die Anzahl der Fälle angeht, die wir bearbeiten können. Früher dauerte die Entwicklung einer Kahnbeinschablone etwa eine Woche, jetzt können wir in weniger als zehn Minuten ein klares Design zur Genehmigung/Änderung durch den Chirurgen erstellen.

Mit der Software von Materialise und unserer Erfahrung können wir die Planung automatisieren und die Entwicklung viel besser steuern.

Der Aufbau von Fallzahlen ist entscheidend für die Optimierung der bereits erwähnten Vorteile und für die Demonstration des klinischen und betrieblichen Nutzens von 3D-Lösungen. Wir sind ein vierköpfiges Team, daher ist es wichtig, dass wir unsere Arbeit effizient und skalierbar gestalten - Optimierung durch Automatisierung ist der Weg dorthin. Wie es bereits geschieht.

Das anpassbare Skriptmodul in Mimics ist hierfür von grundlegender Bedeutung, da es uns ermöglicht, mehr Patientendaten schneller zu analysieren und unsere Arbeitsabläufe zu automatisieren, um zeitaufwändige, sich wiederholende Schritte zu vermeiden und die Konsistenz zu verbessern. Bei der präoperativen 3D-Planung geht es vor allem darum, die Lösungen auf die Bedürfnisse des einzelnen Patienten abzustimmen, aber am besten gelingt dies, wenn der Ansatz für die Abstimmung einheitlich ist. Das ist so wichtig, um unser Anwendungsspektrum viel schneller zu erweitern.

Dank der Zeitersparnis können Sie präoperative Pläne und Geräteentwürfe in wesentlich kürzerer Zeit und mit absoluter Sicherheit erstellen. Weniger Zeit bedeutet mehr Kapazität und die Möglichkeit, mehr Fälle zu bearbeiten.

Unser Ziel ist es, einen Punkt zu erreichen, an dem alle Patienten, die von der präoperativen 3D-Planung und den chirurgischen Leitlinien profitieren könnten, dies auch tun. Was ich gerade über die Bedeutung der softwaregesteuerten Automatisierung und Skalierbarkeit gesagt habe, ist ein wesentlicher Bestandteil davon. Der zweite Punkt, der für das Erreichen unserer Ziele entscheidend ist, ist die Konzentration auf die klinische und prozessbezogene Qualitätskontrolle.

Wir arbeiten bereits daran, eine eigene Lizenz für den Druck medizinischer Geräte zu erhalten, damit wir vor Ort chirurgische Anleitungen herstellen können. Hier geht es nicht darum, dass wir medizinische Geräte verkaufen wollen. Für uns geht es einfach darum, sicherzustellen, dass wir die Dinge gut machen. Wir müssen wissen, dass die von uns entwickelten und eingeführten Verfahren den höchsten Qualitätsanforderungen genügen. Mit der Mimics Innovation Suite und inPrint haben wir eine CE-gekennzeichnete Software, die für den medizinischen Einsatz geeignet ist. Außerdem verfügen wir über das richtige interne Fachwissen, so dass ich zuversichtlich bin, dass wir die idealen Voraussetzungen haben, um die ISO-Zertifizierung zu bestehen, die zur Erreichung dieses Ziels und zum Nachweis der Qualität unserer Arbeit erforderlich ist.

Beim medizinischen 3D-Druck sollten einige Dinge ausgelagert werden. Wir sind jedoch der Meinung, dass die chirurgische 3D-Planung - vom Entwurf bis zum Druck - ausschließlich vor Ort erfolgen sollte. Die Vorteile des Angebots werden noch größer, wenn sie in den Krankenhausalltag integriert werden können. Mit Materialise unternehmen wir die richtigen Schritte, damit dies im Hospital de Sabadell geschieht.