3D 列印製作壓力面罩治療創傷兒童

生活中沒有比遭受嚴重創傷的孩子更難過的事情了，但當事故真的發生時，Romans Ferrari 是最好的康復場所之一。

Romans Ferrari 位於法國里昂附近，是一家兒科康復中心，為遭受外傷、腦損傷、腦腫瘤、多重創傷和嚴重燒傷的兒童和青少年提供護理。

該中心在為嚴重面部燒傷提供治療方面擁有豐富的經驗，其中包括可降低併發症和疤痕形成風險的專用壓力面罩。然而，生產這些面具的傳統方法涉及一個不舒服的工作流程，可能會導致兒童出現創傷後壓力症候群障礙。

本篇文章將帶您了解 Romans Ferrari 如何開發新的數位工作流程，以使用 3D 掃描和 3D 列印創建用於治療面部燒傷的定制壓縮面罩，這要歸功於醫生、修復師和工程師之間的多團隊協作。

如何治療嚴重燒傷

Romans Ferrari 接受來自法國各地的兒童和青少年，他們在接受初步（救命的 ICU）治療後會被不同的醫院轉診。第一步是從醫學角度盡快讓患者進行治療，以避免形成疤痕併發症，例如疤痕攣縮和增生性疤痕，這意味著體積增加以及纖維性和厚疤痕的發展。 

目標是盡快使傷口表皮化，這樣就不會再有可能導致感染、併發症和體液失衡的開放性傷口。然後，真正的康復開始，包括透過結合物理治療、絲狀淋浴和其他方法的加壓和康復療程對皮膚進行修整。 

▲Laura Weibel 是 Centre Romans Ferrari 的一名患者，她戴著壓力面罩。

加壓設備幫助疤痕成熟和癒合，預防併發症，改善疤痕質地，使皮膚更有彈性，並引導身體在兒童成長過程中形成最舒適和美觀的疤痕。

除了世界各地燒傷中心使用的傳統壓縮之外，Romans Ferrari 的團隊還開發了定制設備，其中包括專門的緩解裝置，該中心稱為生長和成熟設備或 DMDG，這允許在疤痕級別提供更針對性的支持和在疤痕內粘附和彈性方面，以較好的方式對疤痕進展的影響。

以前，對於面部燒傷，壓力面罩是由石膏模型製成的。義肢矯形師用石膏條製作了一個負片，然後用石膏條製作一個正片，他們用它來熱成型最終的面罩。 

「它要求患者在持續約半小時的石膏固定期間保持靜止，這可能很困難，尤其是對兒童而言，並且可能會重新引起創傷後應激障礙的症狀，因為繃帶有點熱，而且有時候，患者臉上的熱能會讓他們感到不舒適。」－Sara Arias，Centre Romans Ferrari 身體和醫療康復醫生

發明壓力面罩的數位工作流程

「3D 列印是我們長期以來的夢想。我們曾設想 3D 列印機可以讓我們根據掃描文件製作面具，而無需接觸患者。正是當 Veauville 先生到達並擁有工程視角時，他說，‘我們必須把它交到工程師手中。」－Centre Romans Ferrari 總經理 Christophe Debat

Jean-François Veauville 是 Romans Ferrari 的董事會成員，曾在圖盧茲擔任航空建築工程師，專注於複合材料。他為研究型大學 École Centrale de Lyon 的工程專業學生提供了一項研究，以了解 3D 列印是否可用於直接生產面具或改進其創建過程。

▲新的數位化工作流程從醫生標記目標突起的最終位置開始，然後義肢矯形醫師對患者的面部進行 3D 掃描。

他們評估了多種可用的 3D 列印技術，並與服務提供商合作訂購測試列印件。經過六個月的大量研究，結果表明 3D 列印可用於生產以前由石膏製成的正片。 

但這只是挑戰的一部分，因為團隊必須想出一種方法來數位化整個工作流程。然後，學生團隊將 Veauville 先生與3D 列印設備的經銷商和集成商3DZ France聯繫起來，後者與 Romans Ferrari 的團隊合作，為工作流程的每一步尋找最佳解決方案。這包括以高精度數位方式複製當前的手動流程，找到用於生產面罩的正確 3D 列印解決方案，以及驗證整個工作流程。

▲在創建可 3D 列印模型之前，義肢矯形師使用數位筆將目標突起精確地添加到設計中。

「真正的困難在於理解從業者表達的意思，並將醫學語言轉化為技術語言，因為我們有不同的詞典。第一個挑戰是在捕獲掃描數據的過程中減輕孩子的負擔。其次，要有一個易於部署並且可以在從業者層面快速學習的解決方案。」－Patrick Ferraris，法國 3DZ 首席執行官

新的工作流程包括使用 3D 掃描儀掃描患者的面部，並使用CAD 軟體根據掃描結果設計面罩。在掃描之前，醫生輕輕地將 DMDG 設備的位置標記在患者的臉上，技術人員使用數位筆將這些雕刻細節精確地添加到設計中。然後，該面罩在Fuse 1 選擇性雷射燒結 (SLS) 3D 列印機上進行 3D 列印，並用作熱成型最終面罩的正片。 

▲這些面具是在 Fuse 系列 SLS 3D 列印機上進行 3D 列印的。

由於分包面罩的成本很高，而且可能需要幾天時間，因此該中心一直在尋找一種可以直接在中心實施的解決方案。「這種類型的開發沒有得到衛生機構對我們設施的補助。多虧了捐贈，我們才得以開展這項工作，而且因為向我們推薦的 Formlabs 機器價格合理，符合我們的能力，」Veauville 先生說。

為患者帶來更多舒適感和更好的治療效果

「新的工作流程更快速，對患者來說也更舒適，因為他們感覺不到臉上的石膏條。3D列印的結果一直都令人滿意。作為一個團隊來思考，尤其是為義肢矯形師提供培訓時，如何以足夠的精度放置 DMDG 設備。根據需要的區域，以非常精確的方式將這些不同形狀的浮雕放置在疤痕上是非常必要的，」Arias博士說。

▲這些突起是在矽膠 3D 列印模具上手工製作的，然後作為正片，用透明塑料片熱成型最終面具。

根據受傷的程度和所需的康復，患者通常會在中心停留一年以上。在此期間，他們繼續生活並繼續他們的學業。他們還會集體出遊、參加音樂會，並為外面的生活做好準備，因為最初，要不擔心他人目光做到這些可能很難。

「一年多來我每天都戴著它。一開始有點怪怪的，不是很舒服，想脫下來，感覺有點癢。但在那之後，你就會習慣它，我可以說，當我不戴它的時候，它幾乎會拉我，所以我幾乎更喜歡戴上面具。我覺得它對我的皮膚有影響，我真的看到了不同，因為一年前我的皮膚根本不是這樣，我更紅、更浮腫、更僵硬，所以我覺得面罩真的有正面的作用」－Laura Weibel，Centre Romans Ferrari 患者

讓創新廣為人知，讓全球患者受益於更好的治療

「自從我們在不到一年前建立新工作流程以來，我們已經製作了超過一百個面罩。我們能夠生產使用傳統方法無法生產的壓力設備。我們的裝配工已經掌握了工具和流程，現在可以在需要時生產這些設備。」－Centre Romans Ferrari 總經理 Christophe Debat

Romans Ferrari 目前在法國治療大約 25% 的嚴重燒傷兒童，他們與法國和其他國家（如意大利和約旦）的診所合作。 

▲ Romans Ferrari 的團隊已經使用新的數位化工作流程治療了 100 多名患者，現在他們希望讓更多患者可以使用他們的創新。

由於數位技術的使用，也可以為遠離里昂的患者提供治療。最近，Romans Ferrari 與約旦的無國界醫生組織合作，醫生掃描患者的面部並將掃描檔發送到兒科康復中心。該團隊隨後能夠在法國製造壓縮裝置並將它們運往約旦。

「由於我們豐富的經驗，我們的目標是為所有患者提供這項技術，因為我們生產的方法和工具是獨一無二的，而且比其他地方可用的方法和工具更有效。我們的想法是能夠找到與我們一起擁有掃描儀的合作夥伴、設計醫療設備的醫生，然後我們以成本價製造它們，這樣其他人也可以從這項創新中受益。」－Centre Romans Ferrari 總經理 Christophe Debat