VP – Využití 3D tisku v chirurgii a traumatologii – B03654 (volitelný předmět)

Anotace předmětu : Předmět seznamuje studenty s praktickým využitím 3D tisku v chirurgii a traumatologii.

Studenti projdou celým procesem tvorby fyzického modelu zlomeniny – od zpracování CT dat, jejich segmentace a vytvoření 3D modelu, přes přípravu k tisku a vlastní 3D tisk, až po provedení osteosyntézy na vytištěném modelu. Kurz propojuje medicínské znalosti s moderními technologickými postupy využitelnými v klinické praxi.

Část předmětu proběhne na 1. chirurgické klinice VFN, část s tiskem samotným bude probíhat v Prusa Research!

Cíl předmětu: Cílem předmětu je naučit studenty samostatně vytvořit pacient-specifický 3D model kostní struktury ze zobrazovacích dat a aplikovat jej při simulaci chirurgického výkonu. Student pochopí principy segmentace CT obrazu, přípravy dat pro 3D tisk, orientuje se v použité technologii a získá zkušenost s provedením osteosyntézy na reálném modelu.

Sylabus:

1. Úvod do využití 3D tisku v chirurgii a traumatologii – přehled technologií, indikace, klinické využití.
2. Zpracování CT (DICOM) dat – export dat, základní principy segmentace, tvorba 3D objemového modelu zlomeniny.
3. Export a příprava dat pro 3D tisk – formát STL, úpravy modelu, postupy optimalizace.
4. Praktická práce v Prusa Research – práce v PrusaSliceru, volba parametrů tisku, příprava tiskárny, realizace 3D tisku.
5. Chirurgická simulace na tištěném modelu – provedení osteosyntézy zlomeniny, hodnocení přesnosti a možností využití v klinické praxi.
6. Diskuse a shrnutí – zkušenosti z praktické části, limity a budoucnost 3D tisku ve zdravotnictví.

Metody výuky:

• Prezenční výuka
• Praktická cvičení na počítači (segmentace, příprava 3D modelu)
• Praktická práce v laboratorním prostředí a v Prusa Research
• Modelová chirurgická simulace (osteosyntéza)
• Diskuse a zpětná vazba

Místo a den výuky: (místo a den výuky musí být v SISu před začátkem výuky)

• 1. chirurgická klinika VFN – část věnovaná zpracování CT dat, segmentaci a osteosyntéze.
• Prusa Research – část věnovaná přípravě modelu a 3D tisku.
• Den výuky: bude upřesněn před zahájením výuky (v letním semestru).

Podmínky pro ukončení předmětu/požadavky ke zkoušce:

• 100% prezenční účast
• Samostatné vytvoření modelu zlomeniny z CT dat
• Úspěšné provedení osteosyntézy na vytištěném modelu
• Aktivní účast na praktických cvičeních
  (Zápočet, bez zkoušky.)

Odkaz na předmět: https://is.cuni.cz/studium/predmety/index.php?do=predmet&kod=B03654

Modely, které budeme tvořit: https://www.printables.com/@1chirurgicka/models

Literatura (studijní opory):

• Hlavní doporučený článek:
  Application of 3D printing in orthopedic and trauma surgery – dostupné na: https://link.springer.com/article/10.1007/s10916-024-02084-w
  
  Clinical Application of FDM 3D Printing in Surgery and Traumatology: A Systematic Review
  https://link.springer.com/article/10.1007/s10439-026-04021-z
  
• Doporučené doplňkové materiály:
  • Přehledová literatura k segmentaci CT/MRI obrazů
  • Dokumentace PrusaSlicer a metodiky pro FDM 3D tisk
  • Vybrané články o využití 3D tisku v klinické praxi (doplněné dle potřeby vyučujícího)