การฝึกฝนเด็ก

ในการศึกษานี้ อุปสาณีย์ทำการรักษาผู้ป่วยทั้งหมด 10 ราย สำหรับผู้ป่วย 5 ราย เขาวางแผนการผ่าตัดโดยใช้แบบจำลอง 3 มิติ เขาไม่ได้ใช้แบบจำลองเพื่อวางแผนอีกห้าคน นอกจากนี้ ศัลยแพทย์อีกสองคนทำการผ่าตัดกับผู้ป่วยห้ากลุ่มที่แตกต่างกันโดยไม่ใช้แบบจำลอง ในกลุ่มที่ Upasani ใช้แบบจำลองการพิมพ์ 3 มิติ การผ่าตัดจะสั้นลง 38-45 นาที เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุมทั้งสองกลุ่ม การประหยัดเวลาเหล่านี้จะแปลเป็นเงินออมอย่างน้อย 2,700 ดอลลาร์ต่อการผ่าตัด นักวิจัยกล่าว ในทางตรงกันข้าม หลังจากเสียเงินซื้อเครื่องพิมพ์ 3 มิติเพียงครั้งเดียวในราคาประมาณ 2,200 ดอลลาร์ แพทย์สามารถสร้างแบบจำลองสำหรับการผ่าตัดแต่ละครั้งได้ในราคาประมาณ 10 ดอลลาร์ Upasani กล่าวว่าผลการศึกษาเป็นไปในเชิงบวกมากจนแผนกกระดูกและข้อของ Rady Children ได้รับเครื่องพิมพ์ 3 มิติเป็นของตัวเอง "ผมได้เห็นว่าโมเดล 3 มิติมีประโยชน์อย่างไร" เขากล่าว "ตอนนี้มันยากที่จะวางแผนการผ่าตัดโดยไม่มีพวกเขา" ภาวะ epiphysis ของกระดูกต้นขาหลุดเป็นภาวะที่ส่งผลกระทบต่อ เด็ก ประมาณ 11 ใน 100,000 คนในสหรัฐอเมริกาทุกปี ในสภาพนี้ หัวของกระดูกโคนขาของผู้ป่วยจะเลื่อนไปตามแผ่นการเจริญเติบโตของกระดูก ทำให้กระดูกผิดรูป เป้าหมายหลักของการผ่าตัดคือการปั้นโคนขาให้กลับเข้ารูปตามปกติและฟื้นฟูการทำงานของสะโพก นี่เป็นเรื่องยากเพราะในระหว่างการผ่าตัด กระดูกและแผ่นการเจริญเติบโตไม่สามารถมองเห็นได้โดยตรง ดังนั้นศัลยแพทย์จึงไม่สามารถมองเห็นภาพ 3 มิติได้ว่าแผ่นการเจริญเติบโตผิดรูปอย่างไร ภาวะนี้เกี่ยวข้องกับโรคอ้วนและความผิดปกติของฮอร์โมน และกลายเป็นเรื่องปกติมากขึ้นเมื่อโรคอ้วนเพิ่มมากขึ้นในคนหนุ่มสาว ตามเนื้อผ้า ก่อนการผ่าตัด แพทย์จะศึกษารังสีเอกซ์ของบริเวณที่ทำการผ่าตัดจากมุมต่างๆ เพื่อใช้ในการวางแผนการตัดกระดูก ในระหว่างการผ่าตัด ลำแสง X-ray fluoroscopy จะส่องเป็นระยะๆ ในบริเวณที่ทำการผ่าตัดเพื่อช่วยนำทางแพทย์ วิธีการเหล่านี้ใช้เวลานานและทำให้เด็กได้รับรังสี นอกจากนี้ แพทย์ยังไม่มีแบบจำลองทางกายภาพเพื่อให้ความรู้แก่ผู้ป่วยหรือฝึกการผ่าตัดล่วงหน้า วิธีการสร้างแบบจำลองการพิมพ์ 3 มิติ ในการศึกษานี้ นักศึกษา UC San Diego สองคนคือ Jason Caffrey ซึ่งกำลังศึกษาระดับปริญญาเอก ในสาขาวิศวกรรมชีวภาพ และ Lillia Cherkasskiy ซึ่งกำลังศึกษา MD และดำเนินโครงการการศึกษาอิสระของเธอ ได้ร่วมมือกับ Upasani ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวภาพ Robert Sah และเพื่อนร่วมงานของพวกเขา พวกเขาใช้ซอฟต์แวร์ที่มีขายทั่วไปในการประมวลผลการสแกน CT ของกระดูกเชิงกรานของผู้ป่วย และสร้างแบบจำลองกระดูกและแผ่นการเจริญเติบโตด้วยคอมพิวเตอร์สำหรับการพิมพ์ 3 มิติ แบบจำลองช่วยให้ศัลยแพทย์สามารถฝึกฝนและจำลองภาพการผ่าตัดก่อนที่จะดำเนินการในโลกแห่งความเป็นจริง หนึ่งในอุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดคือการได้พื้นผิวที่เหมาะสมสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ เพื่อให้พวกมันเลียนแบบกระดูก หากพื้นผิวหนาเกินไป แบบจำลองจะละลายภายใต้เครื่องมือของศัลยแพทย์ ถ้าบางเกินไปก็จะแตก ในที่สุด วิศวกรก็ตัดสินใจใช้โครงสร้างคล้ายรังผึ้งเพื่อเลียนแบบกระดูกสำหรับแบบจำลองของตน กระบวนการพิมพ์ใช้เวลาสี่ถึง 10 ชั่วโมงสำหรับการพิมพ์แต่ละครั้ง