Kolmiulotteinen mallintaminen ja 3D-tulostimet ovat tuoneet potilashoitoon uusia hyötyjä ja mahdollisuuksia

Kolmiulotteinen mallintaminen ja visualisointi ovat jo pitkään olleet arkipäivää monilla teollisuuden aloilla. Teollisuudessa käytettävät työkalut ja menetelmät eivät kuitenkaan suoraan sovellu lääketieteeseen ja potilashoitoon, joiden kohteena on insinöörien suunnittelemien järjestelmien sijaan todellinen ihminen. Monimutkaisen rakenteensa lisäksi jokaisessa ihmiskehossa on omat persoonalliset ominaisuutensa.

– Pelkkä tulostimen ja ohjelmiston hankkiminen ei vielä riitä, vaan tekniikan soveltaminen lääketieteeseen edellyttää pitkäjänteistä työtä, erikoishammaslääkäri Antti Lehtinen Taysin kuvantamisesta kertoo.

Pienen porukan visiosta osaksi käytännön työtä

Kolmiulotteisen mallintamisen hyödyntäminen lähti Taysissa liikkeelle pienen pioneerihenkisen ryhmän innovaatioiden ja visioiden pohjalta vuonna 2018. Idea iti S-kuvantamisen yksikössä, jossa tehdään muun muassa kasvojen alueen sekä hampaiston ja leukojen kuvauksia.

– Tämä ryhmä radiologian erikoishammaslääkäreitä sai vakuutettua ja innostettua minut juttuun mukaan ja teimme päätöksen investoida näihin suhteellisen kohtuuhintaisiin laitteisiin. Aiemmin tilasimme kolmiulotteiset mallinnokset Taysiin Belgiasta, radiologian ylilääkärinä ja vastuualuejohtajana toiminut Irina Rinta-Kiikka muistelee. 

Satsaus laitteisiin ja ohjelmistoihin ei ole kaduttanut. Kolmiulotteinen mallintaminen ja 3D-tulostus ovat jo usean vuoden ajan olleet luonteva osa potilaan hoitopolkua etenkin kasvojen alueen leikkaussuunnittelussa.

– Teemme Taysissa vuosittain noin 50 leukojen siirtoleikkausta, joissa leikkausta edeltävä kolmiulotteinen mallintaminen on tärkeässä roolissa, Antti Lehtinen mainitsee esimerkkinä ja jatkaa: 

– 3D-teknologian avulla saamme mallinnettua kasvojen pieniä rakenteita hyvin tarkkaan jo ennen leikkaussaliin menoa, millä on suuri merkitys leikkauksen suunnittelussa ja valmisteluissa. Nyt voimme etukäteen valmistella sellaisiakin työvaiheita, jotka aiemmin valmisteltiin vasta leikkaussalissa.

Lehtisen antama esimerkki voidaan kuvailla yksinkertaistettuna vaikkapa niin, että ensin radiologi rakentaa potilaasta otettujen leikekuvien pohjalta tietokoneelle kolmiulotteisen mallin potilaan leuoista. Tämän jälkeen radiologi ja leikkaava kirurgi suunnittelevat operaation tietokoneen ruudulla kolmiulotteisia malleja käyttäen. Mallien avulla leikkaus voidaan suunnitella hyvin yksityiskohtaisesti työvaihe kerrallaan. Potilaan persoonalliset rakenteet ja muita olennaisia tekijöitä pystytään huomioimaan jo ennalta käsin, eikä päätöksiä tarvitse tehdä leikkaussalissa potilaan ollessa nukutettuna.

3D-tulostimilla valmistetaan muun muassa leikkauksissa käytettäviä ohjureita, joiden avulla tietokoneella suunnitellut leikkauslinjat pystytään toistamaan leikkaussalissa ja siirrekappaleet saadaan kohdennettua oikein. Ohjurit tulostetaan jokaiselle potilaalle mittatilaustyönä, oman kolmiulotteisen mallin mukaan.

– Lääketieteellinen työnkulku sujuvoituu ja tarkentuu, bonuksena säästetään kallista leikkaussaliaikaa. Pystymme nyt tarjoamaan potilaalle entistä yksilöllisempää hoitoa potilaan omia kudoksia säästäen, erikoishammaslääkäri Helena Mehtonen kertoo.

Haaveissa laaja yhteistyöverkosto ja teknologian monipuolisempi hyödyntäminen

Kolmiulotteisen leikkaussuunnittelun perusosaaminen on pitkäjänteisen työn tuloksena Taysin kuvantamisessa nyt vahvasti hallinnassa. Kuvantamisen osaamista ja 3D-teknologiaa hyödynnetään jo useilla lääketieteen erikoisaloilla. Radiologian erikoislääkäri Rinta-Kiikka sekä erikoishammaslääkärit Mehtonen ja Lehtinen lähettävät kiitoksia kirurgeille, jotka omaksuivat uuden teknologian nopeasti ja avoimin mielin.

– 3D-teknologia vietiin osaksi potilashoitoa yhteistyössä suu- ja leukakirurgien kanssa. Heidän jälkeensä yhteistyöhön tuli mukaan muitakin erikoisaloja, kertoo Mehtonen.

– Tulevaisuudessa pyrimme ottamaan teknologian tarjoamat mahdollisuudet vielä monipuolisemmin käyttöön ja hieman kliseisesti sanottuna "vain taivas on rajana", Irina Rinta-Kiikka avaa tulevaisuuden suunnitelmia.

– Meillä olisi kova into verkostoitua muiden teknologiaa hyödyntävien kanssa sekä Suomessa että ulkomailla. Aallonharjalla pysyminen edellyttääkin meiltä vahvaa yhteistyötä muiden toimijoiden kanssa ja oman toimintamme jatkuvaa arvioimista, Rinta-Kiikka jatkaa.

Kolmiulotteista mallintamista ja tulostusta voidaan tulevaisuudessa käyttää esimerkiksi kustomoitujen ja personoitujen apuvälineiden, implanttien tai proteesien valmistuksessa. Onpa Taysissa hoidettu erään erikoishammaslääkärin sormen jännevammakin 3D-tulostetulla lastalla! 

Taysin oman talon sisällä tuotettu palvelu on alalla melkoinen harvinaisuus, sillä monet suomalaiset terveysalan toimijat ostavat kolmiulotteisen mallintamisen ulkomailta. 

– Palvelun saatavuusaika ja kustannukset ovat paremmin hallinnassa, kun tuotamme palvelun itse. Meillä on luotettavina kumppaneina terveysteknologian laitevalmistaja Planmeca ja 3D-tulostuspalvelu 3DStep, joiden kanssa olemme kehittäneet toimintaamme alusta asti yhdessä, Rinta-Kiikka sanoo.

– Saamme myös tiimityöskentelystä parhaan mahdollisen hyödyn, kun usean erikoisalan osaajat ja asiantuntijat tekevät kolmiulotteisen mallintamisen parissa yhteistyötä ja vaihtavat ajatuksia kasvokkain, Antti Lehtinen summaa lopuksi.