Skanowanie małych konstrukcji siatkowych o cienkich ściankach: seria OptimScan pozwala na wydajne pozyskiwanie kompletnych danych 3D sztucznej zastawki serca

Zobacz, w jaki sposób precyzyjny system skanowania 3D z serii OptimScan rejestruje kompletne, szczegółowe dane dotyczące złożonej, cienkościennej struktury siatkowej sztucznej zastawki serca — wspierając optymalizację projektowania urządzeń medycznych oraz szkolenia z zakresu symulacji.

Sztuczna zastawka serca to wszczepialne urządzenie medyczne stosowane w kardiologii interwencyjnej w leczeniu wad zastawek serca lub chorób powodujących ich zwyrodnienie. Gdy własna zastawka pacjenta nie otwiera się i nie zamyka prawidłowo z powodu choroby lub starzenia się, wszczepia się chirurgicznie sztuczną zastawkę w celu przywrócenia prawidłowej hemodynamiki serca.

Podstawowa budowa sztucznej zastawki serca składa się z trzech części: metalowej ramy zastawki, elementu zamykającego oraz pierścienia mocującego. Spośród nich metalowa rama zastawki pełni funkcję konstrukcji nośnej całej zastawki i jest zazwyczaj wykonana ze stali nierdzewnej, tytanu, stopu kobaltowo-niklowego lub innych metali o bardzo dużej twardości. Musi ona charakteryzować się doskonałą biokompatybilnością, odpornością na zmęczenie materiałowe oraz właściwościami mechanicznymi.

Uzyskanie wysoce precyzyjnych danych 3D metalowej ramy zaworu ma ogromne znaczenie dla badań i rozwoju urządzeń medycznych, kontroli jakości oraz zastosowań klinicznych:

Optymalizacja projektu produktu: Dzięki dokładnemu odtworzeniu struktury ramy zastawki w 3D pracownicy działu badań i rozwoju mogą analizować cechy geometryczne, przejścia powierzchniowe, rozmieszczenie siatki oraz inne szczegóły. W połączeniu z analizą symulacji przepływu płynów pomaga to zoptymalizować działanie zastawki podczas otwierania i zamykania, poprawiając trwałość produktu oraz jego właściwości hemodynamiczne.
Kontrola jakości i walidacja procesu: Jako wyroby medyczne klasy III wszczepiane do organizmu ludzkiego, sztuczne zastawki serca podlegają niezwykle rygorystycznym wymaganiom dotyczącym dokładności wymiarowej i integralności strukturalnej. Wysokoprecyzyjny system kontroli 3D umożliwia pełnowymiarową kontrolę krytycznych wymiarów, spójności siatki, jakości powierzchni i innych parametrów, gwarantując, że każda partia spełnia specyfikacje projektowe i wymogi regulacyjne.
Szkolenia symulacyjne i planowanie operacji: Kompletne dane 3D mogą być wykorzystywane do tworzenia realistycznych modeli anatomicznych, umożliwiających studentom medycyny i młodym lekarzom zrozumienie budowy zastawki oraz przeprowadzanie skutecznych szkoleń z zakresu symulacji operacyjnych. W przypadku skomplikowanych przypadków chirurdzy mogą również wykorzystywać modele 3D do planowania przedoperacyjnego, co poprawia precyzję i bezpieczeństwo operacji.

Wyzwania związane ze skanowaniem

Zebranie kompletnych danych 3D metalowej ramy zaworu nie jest łatwym zadaniem. Rama ma cienką, siatkową strukturę złożoną z drobnych prętów i szczelin. Najcieńsze elementy mają grubość zaledwie około 0,38 mm, co utrudnia prawidłowy pomiar przy użyciu tradycyjnych narzędzi. Sam zawór jest również bardzo mały – zazwyczaj ma rozmiar od 10 do 30 mm.

Oznacza to, że sprzęt skanujący musi charakteryzować się niezwykle wysoką rozdzielczością, aby uchwycić wszystkie drobne szczegóły. Ponadto metalowa powierzchnia jest błyszcząca i odblaskowa, co może powodować odblaski i prowadzić do utraty danych podczas skanowania. Aby uzyskać czyste i kompletne dane, niezbędny jest system wyposażony w skuteczne funkcje przeciwodblaskowe.

W jaki sposób seria OptimScan poradziła sobie z tym trudnym zadaniem skanowania?

Po pierwsze, kluczową rolę odgrywa jej wydajna konfiguracja sprzętowa. Jak powszechnie wiadomo, zasada działania skanowania 3D polega na tym, że projektor urządzenia rzutuje wzory światła strukturalnego na obiekt. Wzory te ulegają zniekształceniu na powierzchni obiektu i są odbijane. Kamery po obu stronach jednocześnie rejestrują odbite informacje, a na koniec oprogramowanie oblicza model danych 3D.

Jeśli chodzi o konfigurację sprzętową, seria OptimScan wykorzystuje wysokowydajny projektor DLP oraz wąskopasmowe źródło światła niebieskiego. Podczas rejestracji obrazu skutecznie filtruje ono zakłócenia spowodowane światłem otoczenia, zapewniając wysoką jakość danych skanowania. Ponadto system jest wyposażony w kamery o wysokiej rozdzielczości 9 megapikseli, zdolne do uchwycenia niezwykle drobnych szczegółów.

Oprócz solidnego sprzętu seria OptimScan wykorzystuje autorski algorytm rekonstrukcji 3D, opracowany niezależnie przez zespół badawczo-rozwojowy SHINING 3D w oparciu o ponad 20-letnie doświadczenie w branży.

Łącząc doskonały sprzęt i oprogramowanie, seria OptimScan zapewnia wysokoprecyzyjne dane 3D (o maksymalnej dokładności do 0,005 mm) i charakteryzuje się wyjątkowymi możliwościami odwzorowania szczegółów. Znajduje ona zastosowanie w pomiarach 3D wielu precyzyjnych elementów.

W przyszłości seria OptimScan będzie nadal służyć w wyspecjalizowanych dziedzinach, takich jak lotnictwo cywilne, elektronika 3C orazurządzeniamedyczne, przyczyniając się do obniżenia kosztów i poprawy wydajności w produkcji precyzyjnej.

Skanowanie małych konstrukcji siatkowych o cienkich ściankach: seria OptimScan pozwala na wydajne pozyskiwanie kompletnych danych 3D sztucznej zastawki serca

Znajdź produkt, którego szukasz

Wyzwania związane ze skanowaniem

W jaki sposób seria OptimScan poradziła sobie z tym trudnym zadaniem skanowania?

Seria OptimScan