Artec Leo赋能精准医疗——为卢旺达偏远地区患者定制义肢

Artec 3D扫描专家Mikhail Korolev向国际助残组织的医务人员演示如何使用 Artec Leo。Artec 3D供图。

全球约有3000万人需要义肢或矫形器。然而，世界卫生组织（WHO）估计，低收入国家中有90%的地区无法获得所需的治疗技术，以帮助患者恢复舒适感、自信心和行动能力。

许多受影响的人生活在发展中国家，例如卢旺达，这个国家仍在从1994年种族灭绝的创伤中逐步恢复，其医疗体系也在努力应对不断增长的需求。医疗从业者面临的主要挑战之一是如何将生活在偏远地区的大量患者运送到诊所，以便获得适当的治疗。

在邻国乌干达成功应对类似挑战后，国际助残组织（Handicap International）于两年前开始制定计划，直接向卢旺达的截肢患者提供医疗服务。与其将患者送往营地或康复中心进行测量和安装，他们直接采用快速3D打印技术，仅需数分钟便可完成最终义肢的安装。

HVP Gatagara——国际助残组织项目所在地。Artec 3D 供图。

然而，国际助残组织仍需找到一种更快捷的方法来测量患者，充分发挥数字化制造的优势。因此，团队开始与Artec 3D合作。作为3D扫描领域的领军品牌，Artec 3D不仅向国际助残组织提供了多台Artec Leo 3D 开云体育官方首页登录入口 ，还派遣专家对工作人员进行培训，帮助他们充分掌握这项技术。

Artec Leo快速上手

在卢森堡发展合作与人道主义事务司的支持下，Artec 3D 的工程师于 2024 年初前往项目现场进行培训。虽然国际助残组织的团队此前从未使用过3D开云体育官方首页登录入口 ，但凭借Leo的无线设计和内置显示屏，他们能够快速上手，操作简便。

仅经过五天的培训，团队便能够快速捕获所需的全部数据，并通过了故障排除测试，说明他们已准备好开始定制义肢。

“他们第一次使用 Leo 时，以为必须动作缓慢，并保持稳定。但几天后，他们发现其实可以像用画笔一样‘绘制’3D 模型，”Artec 3D 项目专家 Jerry Klein 介绍道。“他们可以即刻开始扫描，我从他们的眼神中就能看出，这款设备方便使用，他们非常惊喜！”

国际助残组织的医疗人员正在练习使用Artec Leo 3D开云体育官方首页登录入口 采集小腿数据。Artec 3D供图。

项目技术经理Robert Clement Hakorimana对Artec Leo的实时追踪能力和惊人的0.1mm精度给予了高度评价。事实上，在试验过程中，他几乎未发现扫描结果与传统卷尺测量之间存在任何偏差，对最终生成的模型质量感到震撼，称模型“与真实肢体看起来一模一样”。

以往，手工制作、修改模型、运输石膏铸模进行生产，大约耗时两天，而如今，3D 打印更加简便，将交付周期缩短了一半。同时，对患者而言，数字化技术使测量过程更加轻松。Hakorimana 还指出，非接触式 3D 扫描 “更能保护隐私”，特别是在采集敏感部位数据时。

3D打印股骨义肢

自首次培训以来，项目进展顺利，团队建立了内部3D打印机制，并开始为有需要的患者提供治疗。在第一批义肢中，医护人员选择了定制股骨假肢，用于修复膝关节以上的截肢部位。

制作这些义肢时，他们首先采集患者的残肢数据，并在Artec Studio中创建了水密3D 模型。在使用软件的智能网格简化刷子去除表面瑕疵后，他们继续填补孔，最终进行网格简化（以减少多边形数量，使模型在其他程序中更易处理）。

Artec 3D扫描专家Mikhail Korolev与国际助残组织团队在Artec Studio中编辑他们的3D 扫描数据。Artec 3D供图。

Klein和他的Artec同事还向团队演示了如何通过添加立方几何体，并从解剖扫描的手臂或脚的固体形状中移除部分区域，从而创建模具的过程。但整个过程，仅需通过点对点偏差映射检查测量结果，并将精修后的模型导出到OrtenShape软件中，转换为可用于3D打印的义肢模型。

借助这款免费医学设计软件，团队能够灵活调整义肢的几何形状，使其更贴合个体的解剖结构。例如，在患者软组织较多的区域，可以去除义肢材料；而在关节等骨性部位增加材料，则有助于减少运动时的疼痛和摩擦。

整体来说，肢体捕捉和义肢设计不到两小时，而3D打印可以在一夜之间完成，这意味着每个清晨，新一批义肢做好准备，等待为患者安装与适配。

Hakorimana补充道：“我们日以夜继地3D打印股骨义肢的套筒，早上就能准备好。由于我们的设计有内置连接器，无需钻空，位置已预留，义肢可立即安装。打印完成后，我们可以连接膝关节，仅需30分钟，就能为患者配上义肢。”

立志惠及更多患者

国际助残组织的团队已经通过义肢改善了23位患者的生活，帮助他们恢复了行走和独立完成日常活动的能力。但他们并未止步于此。他们继续改进义肢设计，并致力于找到一种方法，可以直接根据截肢者健康肢体的外观完成“镜像”，以制作出更具真实感的义肢。

Artec 3D 扫描专家 Jerry Klein（左四）和 Mikhail Korolev（右六）与国际助残组织团队合影。Artec 3D供图。

通过 OrtenShape，团队还能够支持其他类型的义肢和矫形器，包括踝部、足部、膝部和背部支架。Hakorimana 和他的同事们计划进一步拓展应用领域。从更广泛的角度来看，Artec的3D扫描技术提供了一种全面的解决方案。目前，人们期望当地卫生机构能采纳这项技术，并逐步实现医疗设备的自主生产。

“这项技术完全满足了我们对义肢和矫形器的所有需求，”Hakorimana总结道。“目前，我们已经邀请了来自不同医院的人员参与使用这项技术，同时也向卫生部作了通报，希望他们能够采纳并协助推动这项技术在全国范围内的推广。”

他们的最终目标是为至少300名患者提供急需的义肢，同时，该项目有望成为3D扫描技术在医疗领域应用的标杆。在未来几年内，这一倡议将扩大国际助残组织慈善工作的覆盖范围，从而更高效地为全球偏远地区的民众提供支持。