VÍDEO DEL ESTUDIO

Reduzca sus Tiempos de Desarrollo y Optimice el Diseño de Placas Ortopédicas con Escaneo CT

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Los sistemas de placas ortopédicas que actualmente se encuentran disponibles en el mercado para tratar las fracturas de huesos usualmente ofrecen diseños estándares de formas de placas, las cuales no siempre se adaptan a la anatomía del paciente.

El reto

Mejore el diseño tradicional de la placa de mano

Los sistemas de placas ortopédicas que están actualmente disponibles en el mercado para tratar fracturas óseas suelen ofrecer diseños de placas de forma estándar, que no siempre se ajustan a la anatomía del paciente. En el tratamiento de algunas fracturas periarticulares, como una fractura del quinto metacarpiano, esto puede ser bastante problemático.

Una fractura en el quinto metacarpo, el cual conecta el dedo meñique con la muñeca, es conocida tradicionalmente como una fractura de boxeador porque el final del metacarpo del dedo meñique se rompe cuando recibe el impacto. Para permitir que el metacarpo sane, debe ser estabilizado con una placa.

Fractura del quinto hueso metacarpiano

Los sistemas tradicionales de placas de manos que ofrecen las compañías de dispositivos ortopédicos, no cuentan con placas que tengan un contorno adecuado para el tratamiento de esta fractura en particular, lo cual resulta en un mal anclaje. 

Diseño previo de la placa de metacarpiano
Diseño previo de la placa de metacarpiano

El Prof. Dr. Stockmans y la compañía de dispositivos médicos Stryker abordaron este problema usando Mimics Innovation Suite para realizar varios cambios de diseño, con el fin de igualar las placas a la forma anatómica del quinto metacarpo.

La solución

Diseño basado en la población utilizando datos de tomografía computarizada

El proceso empezó haciendo reconstrucciones en 3D del quinto metacarpo de múltiples pacientes a partir de sus escaneos CT. La placa fue posicionada al hueso de manera virtual y cortada en varios pedazos usando las herramientas de corte disponibles en Mimics Innovation Suite. 

Para alcanzar un ajuste perfecto al hueso, las partes fueron reposicionadas y fusionadas para crear una placa anatómicamente correcta del quinto metacarpo.

Rediseño de la placa metacarpiano
Rediseño de la placa metacarpiano

En este caso, los autores utilizaron Mimics Innovation Suite para mejorar y acelerar significativamente el diseño de placas cumpliendo los siguientes pasos:

  • Traducir las imágenes CT a un modelo 3D muy preciso
  • Hacer cambios en el diseño de la placa para obtener un ajuste perfecto al hueso y reducir el tiempo de operación
  • Verificar el diseño de manera virtual, y por ende reducir el tiempo del proceso de diseño

Hoy en día, la industria está comenzando a tomar este concepto en un siguiente nivel, al usar, no solo varios escaneos como dato de entrada de diseño, sino cientos o hasta miles de escaneos. Esto le permite a los equipos de ingenieros alcanzar una comprensión exhaustiva de las variaciones anatómicas de la población objetivo y permite diseñar dispositivos que maximicen la cobertura de pacientes al mismo tiempo que asegura un ajuste ideal optimizando costos.

Para unir la brecha entre la gran cantidad de información que está presente en los datos de imágenes y el espacio de diseño del implante, Materialise está ofreciendo sus servicios de Minado de datos anatómicos (ADaMTM) Empezando con un gran número de escaneos, extraemos la forma promedio del hueso así como los modelos de variación poblacional, brindando a las compañías de dispositivos médicos una ventaja en el diseño de sus futuros dispositivos.

El resultado

Una nueva placa con forma anatómica en el mercado dentro de 3 meses

Usar datos de pacientes específicos para rediseñar la placa del metacarpo le dio al Prof. Dr. Stockmans la confianza de que su nuevo diseño se ajustaría de manera correcta a la anatomía del quinto metacarpo, obteniendo la inmovilización deseada. 

Los ingenieros de diseño de Stryker utilizaron el diseño mejorado de Prof. Dr. Stockmans para desarrollar un diseño final que cumpliera con sus criterios anatómicos y de manufactura. Este novedoso enfoque virtual eliminó la necesidad de realizar numerosas iteraciones de diseño, así como el largo y costoso proceso de producir prototipos para la validación y optimización.

Placa metacarpiana rediseñada que se muestra verticalmente en una imagen generada por computadora

Gracias a la disponibilidad de datos de pacientes específicos y las poderosas herramientas accesibles a los usuarios de Mimics Innovation Suite, el Prof. Dr. Stockmans y Stryker pudieron completar el proceso en menos de tres meses (desde el concepto hasta su comercialización). Este proceso normalmente tarda varios meses adicionales y requiere numerosos prototipos y costosos estudios en cadáveres para obtener un diseño final. 

La funciones de simulación quirúrgica en Mimics reducen en gran manera el tiempo hasta el mercadeo, al permitir al equipo verificar el diseño y realizar modificaciones virtuales. El diseño mejorado reduce el tiempo de operación, eliminando la necesidad de que el cirujano doble el implante durante la intervención

Al combinar las imágenes médicas con la avanzada tecnología de las nuevas herramientas, Mimics Innovation Suite le brinda una plataforma dedicada para cirujanos e ingenieros de diseño para que colaboren en los implantes del futuro. Al Incorporar la retroalimentación de todos los involucrados, los procedimientos quirúrgicos y los resultados de los pacientes pueden ser mejorados en gran escala. Los beneficios de utilizar datos de imágenes médicas como input del diseño fueron ilustrados a través de la colaboración entre el Profesor Dr. Stockmans y Stryker.

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Este caso de estudio en breves palabras

Sector

Healthcare

Por qué este enfoque

Accurate 3D models from imaging data

Population-based design

Reduced time-to-market

Soluciones que se han empleado

Mimics Innovation Suite

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