3D掃描醫療訂製流程全解析

早在多年前已有不少醫療專業人員嘗試使用3D掃描器訂製義肢輔具，自從有了EinScan系列手持式3D掃描器後，對許多醫院來說3D掃描訂製義肢輔具變得比以往更可行且簡易。義肢輔具最重要是假體與病人之間的配合，與患部服貼程度會讓患者在配戴時的舒適度有很大的差異。

傳統義肢輔具的製作過程非常繁瑣，不僅耗工更是費時。透過使用3D掃描能將患部擷取出立體資訊，以此為基礎建模數位訂製義肢輔具，搭配3D列印更可快速印製，短時間內完成與患者患部服貼、輕便，符合個人需求的訂製義肢。EinScan Pro系列3D掃描器在手持模式下可短短幾秒鐘內完成掃描人體，過程相當簡單且輕鬆，搭配Geogmagic Essentials及SolidEdge SHINING3D Edition，從3D掃描到逆向製圖一貫作業，同一台電腦即可完成所有步驟，訂製義肢輔具不再是難事。

本案例運用3D掃逆向、建模、3D列印，以病患原有的義肢上為基礎進行設計外殼，目標是讓義肢盡可能接近真腿。過程會使用EinScan-Pro系列多功能掃描器進行掃描、Geomagic Essentials、SolidEdge SHINING3D Edition，進行掃描逆向繪圖及設計建模、3D列印。
 

3D掃描

首先，對病人的義肢進行3D掃描。使用EinScan Pro手持式快速掃描模式進行掃描，短時間收集到的高精度的立體資訊。

掃描完義肢後將左腳進行掃描。掃描義肢及左腳時依後續處理需求不同，按造實際狀況規劃掃描的流程，盡量讓患者可以在最舒適的狀態下進行掃描。

導入Geomagic Essentials

將需要的部位完整掃描後，將掃描檔案直接導入到Geomagic Essentials中。Geomagic Essentials用途是整理並優化3D掃描檔案。

3D掃描圖檔對於一般的CAD工程建模軟體來說在未經過處理的狀態下，即使是最熟練的建模人員也會覺得棘手；透過Essentials提供的各種工具，掃描圖檔便可以無縫接軌到CAD工程建模軟體。義肢的掃描檔案在Essentials內進行整理，包括世界坐標對齊﹑補洞、義肢的輪廓和整體形狀也可以直接剖面提取草圖。

提取完成後得到包括義肢的橫截面草圖、特徵。接著將病人左腳的掃描檔案也導入Essentials進行處理。

導入後進行世界座標對齊及網格整理優化。左腳屬有機形狀，無需提取特徵，在這個步驟使用Essentials的自動轉曲面功能，將左腳的網格面自動轉成工程軟體可以編輯的曲面。這時會得到一個左腳的完整CAD可編輯工程圖曲面。

導入SolidEdge SHINING3D Edition

將整理完成的兩個檔案導入到Solid Edge SHINING 3D Edition。Solid Edge是一個專業的CAD工程建模軟件，有草圖、實體建模、逆向還原等功能。首先我們使用在Essentials中擷取得到的草圖及特徵對義肢的機械部位進行還原。

同樣將腳部曲面導入，做為義肢外殼的依據。接著使用相交功能將其轉換為實體。

轉換為實體後將義肢的機械部位對齊，做進一步的義肢外殼設計。

使用布林相減功能得到完美符合義肢機械部位尺寸的外殼。考慮到患者的使用習慣，體重和跑步、行走與其他體育活動中可能施加的力量，使用SolidEdge SHINING3D Edition軟體的創成式設計功能指定力與壓力參數進行模擬得出一個功能齊全、輕量化、強度夠的義肢外殼。

3D列印

最後再將設計好的義肢外殼3D模型使用3D列印機列印成形。最後再對成品進行拋光噴塗等後處理，得到光滑平整的外觀。

將義肢放進列印出來的外殼進行微調，使患者的義肢與其完美服貼。

EinScan手持系列3D掃描器為了使醫療應用更加的簡單及普及，特別提供了業界最佳的掃描逆向建模一條龍的解決方案。透過使用這套解決方案即可將傳統製程無縫升級數位3D製造，輔以3D列印機更能高效、簡便進行高度客製化醫療用品訂製。有興趣進一步了解歡迎與我們聯絡。