Wie der Einsatz von 3D-Scannern die Medizin revolutioniert

03. Februar 2017, Autor / Redaktion: Angelika BeierleinSeverin Sieber

Nach dem Siegeszug von 3D-Druckern erobern nun auch 3D-Scanner immer mehr Branchen. Vor allem in Industrie, Wissenschaft, Kunst und Gesundheitswesen setzt sich die neue Technologie immer weiter durch. Was 3D-Scanner sind und wie die Technik vor allem in der Medizin die Lebensqualität von Patienten verbessert, erfahren Sie in diesem Artikel.

3D-Drucker erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Egal ob im Maschinenbau, in der Verpackungsindustrie oder in der Medizintechnik: Der Einsatz von 3D-Druckern erleichtert vielen Branchen den Arbeitsalltag. Doch kaum einer hat wohl bisher von 3D-Scannern gehört. Mit dieser diese neuen Technologie können heute verschiedenste Objekte innerhalb von Stunden oder gar Minuten gescannt werden, was früher Tage oder Wochen in Anspruch genommen hat.

 

3D-Scanner können eingesetzt werden, um fast jedes Objekt schnell und mit erstaunlicher Genauigkeit zu erfassen. Dieses Verfahren erlaubt es etwa in der Medizintechnik, maßgeschneiderte Prothesen einfach und schnell herzustellen – vom neuen Ohr bis hin zu einem kompletten neuen Gesicht. Dabei erstellt der 3D-Scanner in Echtzeit ein hochauflösendes 3D-Modell eines Objektes mit bis zu 16 Bildern pro Sekunde. Nach Fertigstellung des 3D-Modells wird die kosmetische Prothese mithilfe eines 3D-Druckers erzeugt.

Erstellung eines 3D-Modells im Vorfeld von kosmetischen Operationen

Die neue Technik bietet vor allem auf dem Feld der Gesichts-Chirurgie enorme Vorteile. So können Patienten vor kosmetischen Operationen etwa ein naturgetreues 3D-Modell ihres „neuen“ Gesichts erhalten. Was wie ein Science-Fiction-Film klingt, ist längst Realität – zumindest bei Dr. Avşar, der die AVSAR-Klinik für plastische Chirurgie in Istanbul gegründet hat. Als erster plastischer Chirurg weltweit zeigt er seinen Patienten mithilfe eines 3D-Handscanners individuelle Gesichtsmasken, die das Ergebnis des Eingriffs vorwegnehmen.

 

Den Betroffenen fällt dabei ein Stein vom Herzen, würde sie doch sonst die bange Frage quälen, wie der erste Blick in den Spiegel nach der OP ausfällt. Mehr noch: Mit dem 3D-Modell bekommen die Patienten ein Objekt an die Hand, das sie das Ergebnis der Operation im wahrsten Sinne des Wortes „begreifen“ lässt. Dies hilft ihnen, die Möglichkeiten und Grenzen eines Eingriffs realistisch einzuschätzen. Auch die Ärzte profitieren von der Maske, die als dreidimensionales Referenzmittel dient. Vor dem 3D-Handscanner gestaltete Dr. Avşar die Masken noch von Hand. Eine mühsame Arbeit, die viel wertvolle Zeit kostete. Zudem fehlten den handgefertigten Modellen oft wichtige Details wie Farbe und Textur.

Rekonstruktion eines Ohres dank 3D-Scanner

Dank der neuen 3D-Scanner kann die Medizin leichter Patienten helfen, die an Mikrotie, einer angeborenen Fehlbildung am elastischen Knorpel des Ohres leiden. Bei manchen von dieser Erscheinung Betroffenen kann die Ohrmuschel derart klein ausfallen, dass sie als gar nicht vorhanden erscheint.

 

Die Folge der Missbildung ist Schwerhörigkeit. Mit dem 3D-Scan des Ohres können Ohrfehlbildungen mit Hilfe einer 3D-Vorlage korrigiert werden. Hierfür werden normalerweise beide Ohren gescannt – das gesunde und das deformierte.

Liegt hingegen eine bilaterale Mikrotie vor (beide Ohren sind betroffen), muss das Ohr eines Familienmitglieds gescannt werden. Der 3D-Scanner erfasst zuerst die Ohrmuschel und arbeitet sich dann zum Sammeln weiterer visueller Informationen tief in den Gehörgang vor. Die Bilder werden anschließend im Rechner verschmolzen, um ein digitales Modell des Ohrs zu erstellen.

 

Nach etwa drei Stunden Druckzeit werden die nachgebildeten Ohren aus dem 3D-Drucker entnommen, gereinigt und mit UV-Licht gehärtet. „Das Modell wird am Ende sterilisiert und direkt als Vorlage für die Nachbildung in den Operationsraum gegeben“, erklärt Ken Stewart. Vorbei sind somit die Zeiten von zweidimensionalen Pausen des normalen Ohres auf Papier als Richtschnur, um aus dem entnommenen Knorpel ein Ohr zu formen. Mit Hilfe fortgeschrittener 3D-Visualisierungstechnik liegt den Chirurgen ein ganz anderes Maß an Präzision vor.

Auch die Tierwelt profitiert von der neuen 3D-Technologie

Doch nicht nur Menschen profitieren von 3D-Scannern – auch Tiere erhalten Hilfe. So konnten Mediziner einem Tukan aus Costa Rica, der von Jugendlichen misshandelt wurde und dabei Teile seines oberen Schnabels verlor, mithilfe von 3D-Scanner und -Drucker einen neuen Schnabel rekonstruieren.

 

Durch den Verlust seines Schnabels konnte der Vogel kaum mehr Nahrung aufnehmen und musste gefüttert werden. Ohne Prothese wäre er früher oder später verhungert – nun kann er sein neues Leben genießen.

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Quelle Titelbild: messerPR



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