Быстрое изготовление временных вкладышей слуховых аппаратов

В этом примере мы рассмотрим способ быстрого производства вкладышей с помощью 3D-принтера и настольного 3D-сканера Shining 3D EinScan-SE. Опытом поделился Фрэнк Таларико — аудиолог, практикующий в канадской клинике Hearing Beyond и постоянно работающий над новыми методиками, помогающими эффективнее бороться с потерей слуха и делать лечение более удобным и доступным.

Фото: Hearing Beyond

Временные вкладыши

Традиционно индивидуальные вкладыши слуховых аппаратов изготавливаются по слепкам с ушей: слепок снимается в клинике, затем отправляется в лабораторию для производства вкладыша, готовый вкладыш высылается обратно в клинику для примерки. Весь процесс занимает одну-две недели. Современные методики слухопротезирования значительно упрощают процесс за счет использования ручных сканеров, устраняющих необходимость в слепках, но на изготовление вкладыша все равно уходит около недели. Если же по результатам примерки выявляется необходимость в модификациях, весь процесс приходится запускать заново. Тем временем пациентам остается только терпеливо ждать и как-то обходиться без жизненно необходимых приборов.

Будучи аудиологом Фрэнк считает, что потеря слуха даже на один день неприемлема. В некоторых случаях — когда снижение слуха невелико — можно временно использовать обычные заушные аппараты, но в тяжелых случаях их мощности может не хватать, либо они могут быть неудобными, и тогда не обойтись без персонализации. У этой проблемы есть решение — временные вкладыши, изготавливаемые быстро, в течение одного рабочего дня.

Помимо первоочередной задачи временные вкладыши могут быть использованы как раз для подборки мощности слуховых аппаратов. Наконец, такое решение может пригодиться в плохо оборудованных клиниках в бедных уголках мира, использующих пожертвованные заушные аппараты без необходимых ресурсов для производства индивидуальных вкладышей по традиционной методике.

3D-сканер Shining 3D EinScan-SE

Проблема быстрого производства решается с помощью 3D-принтеров. 3D-печать — недорогое и гибкое производственное решение, доступное практически везде. Перед 3D-печатью вкладыша необходимо иметь на руках индивидуальную 3D-модель, и здесь помогают уже технологии 3D-сканирования.

Как это делается

Первый шаг — снятие слепка. Роль пациента в нашем примере играет специальный манекен по имени Карл, точнее CARL (Clinical Assistant for Research and Learning). После снятия слепка лишний материал обрезается.

Карл в процессе снятия слепка (слева), исходный слепок (в центре) и итоговый вариант (справа). Фото: Hearing Beyond

Следующий этап — оцифровка слепка с помощью недорогого настольного 3D-сканера EinScan-SE. Как подтверждает Фрэнк, это устройство обладает необходимой точностью и разрешением для работы с мелкими объектами, особенно когда важна детализация. После 3D-сканирования потребовалось лишь небольшое редактирование с целью удаления незначительных дефектов и прорисовки внутреннего канала. Финальное редактирование выполнено в Blender.

3D-сканирование и редактирование слепка. Фото: Hearing Beyond

Последний производственный этап — 3D-печать вкладыша на FDM 3D-принтере. Так как для комфортного ношения деталь должна быть мягкой, Франк использовал эластичный филамент Recreus Filaflex с твердостью 70 по шкале Шора А. По ощущению материал похож на силиконовый герметик Formaseal.

3D-печать вкладыша. Фото: Hearing Beyond

После 3D-печати остаются только сборка аппарата, примерка и проверка слуха.

Готовый вкладыш рядом со слепком и примерка слухового аппарата на Карле. Фото: Hearing Beyond

В этом случае проверка работоспособности проводилась в сборке со слуховым аппаратом Bernafon Leox 7 Ultra Power, а Карла запрограммировали на условную потерю слуха в 80 дБ, то есть очень тяжелый случай. Аппарат удалось настроить до необходимой чувствительности в соответствии с формулой DSL v5 для взрослых, то есть успешно выполнить задачу.

Обычно на изготовление двух вкладышей с использованием 3D-печати по описанной выше методике уходит около двух часов, хотя на практике все зависит от размера деталей и используемого материала.

Демонстрация эластичности 3D-печатного вкладыша из Filaflex 70A. Фото: Hearing Beyond

Преимущества 3D-печатных вкладышей

Традиционная методика изготовления вкладышей предусматривает использование двухкомпонентных силиконовых смесей, где ввод трубки для образования канала может быть довольно сложным делом, требующим немалой сноровки. Точная подгонка возможна только после изготовления и только механическим путем.

При использовании 3D-сканера форма слепка сохраняется в виде цифровой модели, а это дает возможность редактирования с высокой точностью. Внутренние каналы можно добавить прямо в программе, а если 3D-печатный вкладыш не подойдет, можно без особого труда внести изменения в 3D-модель и быстро напечатать новую итерацию. Кроме того, если у специалиста имеется на руках 3D-модель, новый вкладыш можно изготовить без необходимости в физическом присутствии пациента, что делает процесс более удобным для всех.

Еще одно немаловажное преимущество — опенсорсность. Используемое программное обеспечение, оборудование и материалы доступны любому желающему без необходимости в покупке специальных смесей, что одновременно делает процесс более быстрым, доступным и удобным. Это играет особо важную роль в малообеспеченных регионах. Лично Фрэнк сотрудничает с организацией под названием Glia, занимающейся разработкой как раз недорогих самодельных медицинских инструментов и приспособлений для стран, не обладающих необходимыми ресурсами для обеспечения врачей всем необходимым оборудованием.  

Подробнее о 3D-сканере EinScan-SE и других предложениях под брендом Shining 3D можно узнать на официальном сайте нашей компании.