Индивидуальные ортопедические решения на основе 3D CAD-моделирования

Клиент и вызов

Наш клиент - ведущий производитель ортопедических решений. Компания стремилась оптимизировать процесс дизайна и подбора своих ортопедических изделий, в частности, протезов и сопутствующих хирургических инструментов для имплантации с учетом индивидуальных особенностей пациентов.

Традиционные методы исследований и разработок не позволяли моделировать сложные взаимодействия между имплантатами или устройствами и вариациями анатомии человеческих конечностей. Клиенту требовались 3D-модели коленных суставов и нижних конечностей человека, которые позволили бы:

• Учитывать анатомические вариации (пол, телосложение, возраст).
• Моделировать свойства материалов: использовать программное обеспечение CAD для тестирования различных свойств материалов для протезов и хирургических имплантатов, чтобы определить оптимальные комбинации для различных анатомических вариаций.
• Моделировать сценарии имплантации: визуализация и анализировать взаимодействия между хирургическим инструментом и костью или суставом, или между конечностью и протезом с возможностью изменения параметров материалов. 
• Обеспечить совместимость с CAD: полученные модели были представлены в виде CAD-объектов для дальнейшего проектирования с помощью программного обеспечения CAD. 

Решение

Чтобы выполнить требования заказчика, мы использовали передовые технологии 3D-моделирования. В отличие от обычных 3D-моделей, мы сосредоточились на создании твердотельных CAD-объектов, пригодных для придания реалистичных физических свойств. 

Процесс включал в себя следующие этапы:

1. Подготовка модели

Мы начали с выбора готовых моделей из библиотеки.

2. Преобразование в CAD-формат

Эти модели были преобразованы в твердотельные CAD-объекты, что позволило применить свойства материалов и внести необходимые коррективы до начала производства.

3. Модификация

CAD-модели были модифицированы с учетом анатомических вариаций нижних конечностей (пол, возраст и телосложение). Чтобы гарантировать анатомическую точность, мы учитывали конкретные анатомические ориентиры, включая разные размеры костей, осевое выравнивание нижних конечностей и общую морфологию. Компонентам протеза и окружающим тканям в среде CAD присваивались различные свойства материалов (такие как плотность, эластичность, прочность на разрыв).