Dr. Schwenke druckt Arterienmodelle und das Gefäßsystem zur Visualisierung komplexer Hirnaneurysmen in 3D

Emily Suzuki Emily Suzuki September 20, 2023

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Dr. Schwenke verwendet Autodesk Fusion 360, Autodesk Netfabb und Formlabs 3D-Drucker, um Modelle zu erstellen, die die Ausbildung von Chirurgen unterstützen, eine bessere Behandlung ermöglichen und Tierversuche praktischen überflüssig machen.

Für Chirurgen ist es schwierig, die Feinheiten eines chirurgischen Eingriffs zu üben, vor allem, wenn es um das Gehirn geht. Dr. Hannes Schwenke vom Universitätsklinikum Schleswig-Holstein in Lübeck, Deutschland, leistet Pionierarbeit für einen völlig neuen Weg zum Verständnis von Hirnaneurysmen, zur Schulung von Ärzten und zur besseren Behandlung durch den 3D-Druck von Arterienmodellen und einer Nachbildung des Gefäßsystems.

Der 3D-Druck ermöglicht es Dr. Schwenke, die individuelle Anatomie eines Aneurysmas mit hoher Präzision nachzubilden, was ein tiefes Verständnis des erkrankten Gefäßes ermöglicht. Chirurgen können patientenspezifische Aneurysmen visualisieren, um Operationen mit möglichst viel Vorwissen zu beginnen, und Patienten können sich mit einem visuellen Verständnis ihrer bevorstehenden Operation wohler fühlen.

Dr. Schwenkes 3D-gedruckte Nachbildung der gesamten menschlichen Gefäßanatomie konzentriert sich auf den Weg, der typischerweise mit einem Angiogramm für eine Hirnarterienoperation verfolgt wird. Es hilft Chirurgen, auch ihm selbst, sich die Feinheiten von Hirnaneurysmen zu visualisieren und mehr darüber zu lernen.

“Die Aneurysma-Operationen, die wir durchführen, sind minimal-invasive endovaskuläre Eingriffe durch die Leistenarterien oder die Handgelenksarterien, alle unter Fluoroskopie”, erklärt er. “Über diese Zugänge verschaffen wir uns dann mit Kathetern Zugang zum Gehirn. Der Schädel muss nicht geöffnet werden.”

Der operierende Chirurg nutzt eine Schlüssellochtechnik, um den gesamten arteriellen Weg des menschlichen Körpers von den Leistenarterien bis hin zum Gehirn zu durchqueren. Mit den 3D-gedruckten Modellen konnten Dr. Schwenke und sein Team die Ausbildung, die Operationen und die Ergebnisse der Eingriffe erheblich verbessern.

Nachbildung des Gefäßsystems mit 3D-Modellierung und 3D-Druck

Der 3D-Druck erfreut sich in der Medizinbranche zunehmender Beliebtheit und Akzeptanz. So sind beispielsweise 3D-gedruckte Prothesen und orthopädische Ersatzteile heute gang und gäbe. Auch die medizinische Forschung ist schnell auf den Zug aufgesprungen. Laut Dr. Schwenke ist der 3D-Druck in der Neuroradiologie weltweit zu einem “heißen Thema” geworden.

“Die Möglichkeit, ein Eins-zu-Eins-Abbild der menschlichen Anatomie als 3D-gedrucktes Modell zu betrachten, das für Bildungszwecke verwendet werden kann, kommt gut an”, sagt er.

Dr. Schwenke und sein Team verlassen sich bei ihrem gesamten Prozess auf Autodesk-Tools. Typischerweise isolieren sie eine relevante Arterie durch eine Kombination aus CT-Scans und 3D-Rotationsangiographie (oder 3DRA). Nach der Verarbeitung und Aufbereitung der Daten in Netfabb kann das Team die Daten auf Fusion 360 übertragen. Sobald sie in Fusion 360 sind, können sie ein physisches, maßstabsgetreues Modell der Arterie in 3D drucken.

Dr. Schwenke kann die Modelle dank eines nahtlosen Workflows von Fusion 360 zu seinen Formlabs 3D-Druckern problemlos drucken. Er bekommt sogar Benachrichtigungen auf seine Smartwatch geschickt, um die verbleibenden Druckzeiten zu überprüfen.

Jedes neue Modell ist für Dr. Schwenke eine Gelegenheit zu lernen, Simulationen durchzuführen und zu visualisieren, was normalerweise in unserem Körper verborgen ist. Er ist begeistert von den Möglichkeiten, die der 3D-Druck bieten wird.

“Wir haben neue 3D-Druckmaterialien und neue Harzsorten”, sagt er. “Das Verfahren entwickelt sich ständig weiter. Wir sprechen über die Herstellung von Implantaten [als nächstes]. Ich denke, dass unsere Reise dorthin gehen kann.”

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