医療人体モデル・人体模型・光造形総合情報。光造形の概要とメリット、医療用実体モデルの概要とメリットをご紹介します。



人体モデル・人体模型 - ジェーエムシーの光造形では患者様ごとにカスタマイズした設計・デザインが可能!

体の骨格や臓器、血管など複雑な形状も3次元で再現

手術のリハーサルやシミュレーション、プランニングする際にも使用可能

患者様のCT/MRIのデータを直接コンバートすることで、人体情報をリアルに再現

下顎のみ¥70,000から!価格について

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光造形とは - 医療用人体モデル・人体模型

医療用光造形モデル

光造形とは、液状の光硬化性樹脂を紫外線レーザーの照射によって、極薄層状に一層ずつ硬化させ、積層していくことで立体物として再現する工法です。極薄積層造形(0.1~0.2mm)なのでつなぎ目がなく、複雑な構造でも限りなく実物に近い形状ができます。CT/MRIスキャナは、人体の断面形状を一定の間隔でほぼ正確に撮影できるため、立体形状データを作成しやすく、医療用光造形モデルの製作に最適です。

光造形の特徴・メリット
  • 他造形工法に比べ、透明度が高く、内部組織が視認できる。
  • 切削工法では困難であった複雑な形状や、アンダーカット部分などが容易にでき、積層法による高速造形のため早く仕上げることができる。
  • 他のRP(Rapid Prototype)工法(熱溶解押出・粉末焼結・シート切断)に比べ制御しやすい液状樹脂を使用するため、高精度である。
  • 材質が豊富なため、用途に合った樹脂や装置で造形ができる。
粉末石膏造形とは?

粉末状の石膏をバインダーで塗布し、極薄層状に一層ずつ硬化させ、積層していくことで立体物として再現する工法。光造形に比べ、造形時間が短く、早急な対応が可能です。石膏粉末を最終で二次硬化させていくため、強度があります。シミュレーション時に切断することも可能です。

医療用実体モデル

液状樹脂や粉末状の材料を固めて、実物と同じ形状の立体モデルを短納期で製作できる「Rapid Prototype」の技術は、これまで自動車や家電製品に代表される工業分野の設計・試作などの用途で幅広く普及してきました。その誕生から10年余り、医療分野においても平衡して様々な研究や臨床に利用されてきました。ジェイ・エム・シーでは「Rapid Prototype」誕生から医療用モデル造形の実績を積み、高いコストパフォーマンスで患者様の実物大立体モデルを製作しています。

医療用実体モデルの特徴・メリット
  • 外部から直接見ることのできない患者様の骨格や臓器、血管などの3次元形状を短納期で製作することができます。また、切削法の立体モデルでは不可能だった内部の入り組んだ複雑形状も高精度な立体モデルとして再現できます。
  • 患者様のCT/MRIのデータを直接コンバートするので、患者様ごとの実物に限りなく近い形状を製作することができます。インプラントやステント、矯正器具など患者様ごとにカスタマイズされた医療器具のデザイン・設計が可能です。
  • 実物と同じように医療器具・プレートなどを取り付けることができるため、手術前のリハーサルやシミュレーション、プランニングにより手術時間の短縮を図れます。
  • 材質は、淡黄色透明の樹脂なので、骨内の空洞を外側から確認することができます。
  • アーチファクトの除去、部位の取り出し、任意のカット、縮尺、ネガポジ反転など、データ編集作業が可能です。

造形モデル例

頭蓋骨、上下顎骨、臓器、関節、鼻腔、頭蓋底、補装具、人工心臓、血管、声帯など

人体モデル用途例

  • 手術前のシミュレーション、リハーサル、プランニング
  • インプラントやステント、矯正器具など医療器具のデザイン・設計
  • インフォームドコンセント
  • 教育訓練用・学会発表時の展示用

問題点と今後の課題点

モデルの精度の信頼性について
  • 製作された実体モデルが、実際の生体と比べて、どの程度の寸法誤差があるかについては、CT/MRIスキャナのスライス画像の許容誤差をはらんでいます。逆に言えば、CT/MRIが測定できれば分野であれば、その画像から製作したモデルも十分に実用的と言えます。
  • より精度を要求される血管などについては、Z値(上下方向)のデータ補間がX値Y値に比べると若干再現仕切れない部分があります。