Universitätskrankenhaus Olomouc – 3D gedruckte Phantome sind echt!

Der 3D-Druck hat viele verschiedene Anwendungen in der Medizin. Wir haben Ihnen bereits ein Anwendungsbeispiel in IKEM, einem spezialisierten Krankenhaus in Prag, gezeigt, wo sie 3D-gedruckte Modellorgane für präoperative Besprechungen verwenden. Hier, im Universitätskrankenhaus in Olomouc, Tschechische Republik, verwenden sie den 3D-Druck zum Testen ihrer radiologischen Ausrüstung (verschiedene Arten von Röntgengeräten, CTs, SPECT/CT, PET/CTs), wobei sie speziell angefertigte gedruckte Objekte in verschiedenen Größen und Formen verwenden: sogenannte Phantome.

Universitätsklinikum Olomouc ist eines der größten Krankenhäuser in der Tschechischen Republik, das ein breites Spektrum an Gesundheitsfürsorge für Kinder und Erwachsene bietet. Der riesige Komplex umfasst mehr als 50 Gebäude mit 3500 Mitarbeitern. Im Jahr 2018 begannen Medizinphysiker der Abteilung für Medizinische Physik und Strahlenschutz damit, gedruckte 3D-Phantome für auf ionisierender Strahlung basierende Bildgebungsmodalitäten zu verwenden. Die Erstellung eigener Phantome anstelle des Kaufs bedeutet eine erhebliche Zeitersparnis, ermöglicht ein auf die tatsächlichen experimentellen Bedürfnisse zugeschnittenes Design und hat zudem das Potenzial, Tausende von Euro zu sparen. Die im Handel erhältlichen Phantome sind in ihrer Größe und Formenvielfalt etwas eingeschränkt, während sie in Olomouc spezifische kundenspezifische Modelle erstellen wollten, die für eine gründliche Abstimmung ihrer Hightech-Maschinen notwendig sind.

Die größte Herausforderung war die richtige Materialwahl. Zunächst wurde ein spezieller Materialmix aus PETG und Glasfaser verwendet, später wurde auf ein reguläres ABS umgestellt, das nachweislich die richtigen Eigenschaften zu einem angemessenen Preis hat. Unter anderem ist die Dichte sowohl von PETG als auch von ABS ähnlich wie die von Wasser, was bedeutet, dass es sich in Bezug auf Gammastrahlen und Röntgenstrahlen in etwa wie menschliches Gewebe verhält.

Füllbare Modelle werden mit der Software < strong>PrusaSlicer verarbeitet und mit einer einzigen Schichteinstellung ohne Füllung gedruckt. Zur besseren Undurchlässigkeit werden die Drucke mit XTC-3D-Epoxidbeschichtung behandelt. Solche Modelle haben nach den vorliegenden Erfahrungen die gleiche Haltbarkeit wie handelsübliche Phantome und können sehr lange wiederholt verwendet werden. Für die Kalibrierung selbst werden die Modelle entweder mit einer Jodkontrastlösung für CT oder einer radioaktiven Lösung für SPECT oder PET gefüllt und in der Regel in einen größeren, flüssigkeitsgefüllten Behälter (entweder das Original oder auch ein 3D-Druck) gestellt, der den menschlichen Körper (Streuung von Röntgen- oder Gammastrahlen und/oder radioaktivem Hintergrund) für die Testzwecke simuliert.

Mit Phantomen, die auf Original Prusa 3D-Druckern gedruckt werden, können wir unsere Scanner leichter testen. Wir benötigen oft kundenspezifische Formen und der 3D-Druck ist dafür perfekt geeignet,“ kommentiert Ing. Dr. Jaroslav Ptácek, Leiter der Abteilung für medizinische Physik und Strahlenschutz. „Auch sind wir viel flexibler und effizienter als bei offiziellen Beschaffungsverfahren. Wir schätzen die Haltbarkeit der mit XTC-3D gehärteten 3D-Drucke, die wiederholt und häufig verwendet werden können.

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