意大利醫(yī)療植入物制造商REJOINT通過將增材制造技術(shù)與人工智能相結(jié)合，推出大規(guī)模定制和個(gè)性化療法。具體來說，該公司將使用GE Additive Arcam的電子束熔化（EBM）技術(shù)，并通過物聯(lián)網(wǎng)連接的可穿戴傳感器，對(duì)術(shù)中和術(shù)后數(shù)據(jù)收集進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析。這將有助于REJOINT以膝蓋植入物的形式為患者制造個(gè)性化醫(yī)療設(shè)備。

脛骨板的3D打印。圖片由GE Additive提供。

將AI與3D打印相結(jié)合用于醫(yī)療設(shè)備

REJOINT總部位于意大利博洛尼亞，由一支在骨科領(lǐng)域具有豐富經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)于2015年成立，該公司最近進(jìn)入了膝關(guān)節(jié)置換市場(chǎng)。REJOINT的目標(biāo)集中在為患者提供定制的醫(yī)療解決方案上；增材制造和人工智能都是其目標(biāo)和增長(zhǎng)戰(zhàn)略不可或缺的組成部分。為了生產(chǎn)個(gè)性化的假肢，該公司選擇使用GE Additive的3D打印技術(shù)。

“在增材制造方面，我們最初還沒有確定最適合個(gè)性化鈷鉻假體的解決方案，并正在評(píng)估DMLM和EBM。兩種模式實(shí)際上都提供了良好的分辨率和質(zhì)量，但是我們最終選擇了GE Additive Arcam EBM Q10plus系統(tǒng)。 GE能夠?yàn)槲覀兲峁┑闹R(shí)和工業(yè)化支持以及他們?cè)谝獯罄谋镜貓F(tuán)隊(duì)的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)也為我們做出了決定。” REJOINT首席執(zhí)行官Gian Guido Riva說道。

據(jù)魔猴網(wǎng)了解，全球每年膝關(guān)節(jié)植入物市場(chǎng)約為500萬個(gè)。 2011年，外科手術(shù)的數(shù)量為每10萬居民中有150人，在奧地利和瑞士等一些市場(chǎng)上達(dá)到250例的高峰。

Arcam Q10plus。圖片由GE Additive提供。

直到最近，膝關(guān)節(jié)置換術(shù)市場(chǎng)僅由標(biāo)準(zhǔn)假體系統(tǒng)組成，只有有限的尺寸范圍可用。正確和精確的尺寸和位置是假體類型的關(guān)鍵因素。通常，膝關(guān)節(jié)必須承受可超過300公斤的點(diǎn)載荷?；颊叩墓趋篮椭踩胛镏g最小的尺寸差異會(huì)導(dǎo)致疼痛和發(fā)炎。

對(duì)于患者而言，尺碼不足意味著不斷地意識(shí)到人造關(guān)節(jié)的存在，并導(dǎo)致肌肉和韌帶的衰變?；颊叻答佊袝r(shí)可以反映出植入物的問題。不滿意通常與植入假體的次優(yōu)尺寸有關(guān)。

這樣，為了為患者生產(chǎn)量身定制的假體，REJOINT充分利用了增材制造提供的設(shè)計(jì)自由度。該公司通過對(duì)患者的CT掃描進(jìn)行3D建模來開始其過程，然后使用算法來分析圖像并確定每種具體病例的最合適尺寸。人工智能在數(shù)千個(gè)假體尺寸上比較患者的獨(dú)特解剖結(jié)構(gòu)，每個(gè)假體在植入物的特定區(qū)域具有相同的尺寸變量。

機(jī)外股骨。圖片由GE Additive提供。

確定最佳配置并將其提供給外科醫(yī)生，以定位假體組件并模擬操作。分析過程構(gòu)成了假體生產(chǎn)過程的核心，并且是針對(duì)患者進(jìn)行干預(yù)計(jì)劃的工具，這些是在計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)工具的支持下進(jìn)行的。“擁有所有這些數(shù)據(jù)使我們意識(shí)到我們可以將其鏈接到手術(shù)期間記錄的信息。反過來，如果我們可以通過使用可穿戴設(shè)備（例如，傳感的頭帶和襪子）收集患者術(shù)前和術(shù)后如何測(cè)量肢體彎曲或彎曲程度的數(shù)據(jù)，則仍可以進(jìn)一步改善這些數(shù)據(jù)。膝蓋，直到完成術(shù)后評(píng)估問卷?！?Riva繼續(xù)說道。

米蘭Humanitas研究醫(yī)院聯(lián)合膝蓋重建中心負(fù)責(zé)人Maurilio Marcacci教授進(jìn)行了第一例植入手術(shù)，他聲稱該技術(shù)的最初應(yīng)用已獲得了很高的患者滿意度。

目前，REJOINT正在獲得FDA的批準(zhǔn)，預(yù)計(jì)將在2021年上半年獲得批準(zhǔn)。認(rèn)證將意味著進(jìn)入美國市場(chǎng)，該市場(chǎng)占骨科器械世界市場(chǎng)的62％，占骨科器械市場(chǎng)的70％以上。膝關(guān)節(jié)植入物的全球市場(chǎng)價(jià)值。此外，REJOINT正在與GE添加劑合作以降低粉末生產(chǎn)成本，重點(diǎn)是縮短周期時(shí)間和優(yōu)化參數(shù)-包括開發(fā)遠(yuǎn)程生產(chǎn)控制站。

完成股骨。圖片由GE Additive提供。

3D打印的個(gè)性化醫(yī)療保健

3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的主要優(yōu)勢(shì)是其提供特定于患者的醫(yī)療保健的能力。例如，由荷蘭非營利組織3D Sierra Leone在塞拉利昂提供定制的假體。然后使用3D掃描來測(cè)量每位患者，然后為該國的截肢者生產(chǎn)量身定制的設(shè)備，他們無法獲得相關(guān)的醫(yī)療護(hù)理。在假肢之外，克利夫蘭診所的醫(yī)生還使用3D打印來生產(chǎn)針對(duì)患者的氣道支架，該支架也已獲得FDA的許可，可以植入患者體內(nèi)。

3D打印在特定于患者的術(shù)前計(jì)劃中也可以發(fā)揮重要作用。 6月初，我們報(bào)道了以色列的一個(gè)麻醉小組，該小組最近使用3D打印和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作了一個(gè)7歲女孩的氣道的精確模型，這是切除她的肺部手術(shù)的一部分。

來源：網(wǎng)編譯文章！