Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Friformsframställning för en bättre sjukvård
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Production Engineering.
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Production Engineering.
2010 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Friformsframställning (FFF) är en tillverkningsteknik som främst har använts för att ta fram prototyper i industrin. Tekniken innebär att föremål snabbt, lager för lager, kan byggas uppfrån en tredimensionell ritning. En anledning till att använda FFF är att utvecklingstider och kostnader minskar genom att problem upptäcks i ett tidigt stadium. Andra fördelar är möjligheten att tillverka föremål av mycket komplex geometri, snabbt och till en låg kostnad. Detta har lett till att tekniken har testats och i viss mån spridits till andra branscher. Ett område där FFF-tekniken visat sig användbar men inte utnyttjas till sin fulla potential är sjukvården. Medicinska tillämpningar av friformsframställning är på frammarsch och teknikerna har förbättrat sjukvården på flera viktiga sätt. De främsta fördelarna som kan ses är bättre och kortare operationer och högre kvalitet på implantat. Operationerna förbättras genom att kirurgen innan operation kan få tillgång till en anatomisk modell, en avbildning av patienten att planera och öva på inför ingreppet. Implantat direkttillverkas och massproduceras genom FFF men tekniken möjliggör också tillverkning av patientspecifika implantat. De senare erbjuder bättre passform och överensstämmelse med patientens kropp och är ibland den enda lösningen. Trots att FFF är en vedertagen och tillgänglig teknik utnyttjas den inte fullt ut av sjukvården. Väsentligt blir därför att undersöka hur en vidare och mer frekvent användning av medicinska tillämpningar av friformsframställning skulle kunna uppnås och förbättra sjukvården. Beroende på vilken medicinsk applikation som avses och vilka egenskaper som eftersträvas finns olika FFF-metoder att välja mellan. Den grundläggande processen är dock densamma för samtliga metoder. En tredimensionell representation av tillverkningsobjektet matas in i FFF-maskinen. Hela byggprocessen är automatiserad och innebär att föremålet byggs uppenligt den tredimensionella ritningen genom att tunna skikt av material lager för lager får stelna på varandra. Skillnaden mellan de olika metoderna är att de använder olika material och tekniker för smältning och stelning. Vad gäller skapandet av anatomiska modeller och patientspecifika implantat genereras tredimensionell data från bildgivande diagnostisk så som datortomografi eller magnetresonanstomografi. Det största hindret för en vidare spridning och användning av anatomiska modeller och implantat är bristen på finansiering. Individanpassade lösningar genererar inte några stora volymer varför ett bristande intresse för utveckling och investering kan ses. Kommunikation och att skapa medvetenhet om teknikens existens och möjligheter blir därför viktigt. För att säkerställa detta krävs ansvarstagande, vilket kan uppnås genom specialisering. Då fås en expert på området som kan planera och styra verksamheten och utvecklingen mot dess mål. Ökat intresse och medvetenhet kan skapas genom opinionsbildare och pådrivare och kommunikation mellan läkare på olika avdelningar är också viktigt. För att driva utvecklingenframåt krävs ett bra samarbete mellan läkare och ingenjörer. För att motivera ett användandeoch hitta investerare måste nyttan med FFF-tillverkade implantat och anatomiska modeller överväga kostnaderna. Nya komplement till både implantat och anatomiska modeller finns och är på frammarsch. Dock kommer dessa förmodligen inte att kunna ersätta de äldre metoderna helt varför det blir motiverat att analysera när respektive tillämpning är bästlämpad att bruka. Ytterligare en faktor som begränsar spridningen är etik. Generellt är sjukvården konservativ och aningen trög. För att driva utvecklingen framåt behöver experiment utföras men då det handlar om människor får inte för stora risker tas. Dessutom finns stränga lagar gällande material och vad som tillåts sättas in i kroppen. Vidare innebär FFF-tekniken näst intill obegränsade möjligheter att byta ut och ersätta kroppsdelar och hur långt detta ska tillåtas gå är en debatt som kan hindra utvecklingen.

Abstract [en]

Rapid prototyping (RP) is a construction technology primarily used to produce prototypes. The object is built quickly, layer by layer, from a three-dimensional drawing. The main reasons for using RP are reduced development time and cost, which is achieved by identifying and correcting problems early in the process. Another advantage is the possibility to produceobjects of very complex geometry, quickly and at a low cost. This has enabled the technique to be spread to other industries. One area where the RP-technique has been proved useful but where its benefits have not been fully exploited is health care. Using RP in medical applications is a growing area and the techniques have improved patient treatment in several ways. The main improvements that have been seen are better surgeries and shorter operation time and increased quality of implants. Surgery is enhanced trough the use of a biomodel, are presentation of the patient, to plan and practice on before surgery. Implants are directly manufactured and mass produced by RP but the technology also enables manufacturing of patient-specific implants. The latter offers better fit and conformity with the patient's body and is sometimes the only solution. Even though RP is a recognized and established technology is has not been utilized to its full extent. Therefore it is essential to examine how a broader and more frequent use of RP in medical applications could be achieved and thus improve health care. There are several different RP-methods and which one that would be most appropriate to use depends on the medical application sought and its desirable properties. However, the basic process is the same for all methods. A three-dimensional representation of the object to be built is transferred to the RP-machine. The building process is automated and the object is built up according to the three-dimensional drawing. Thin sheets of building material are layer by layer solidified on top of each other. Different methods use different materials and techniques for melting and solidification. When producing biomodels and patient-specificimplants the three-dimensional data is generated from diagnostic imaging such as computed tomography or magnetic resonance imaging. The main difficulty for a broader use of biomodels and implants is the lack of funding. Patientspecific solutions do not generate large volumes why a lack of interest in development and investment can be seen. Communication and creating awareness of the existence and opportunities of the technology are therefore crucial. In order to ensure this responsibility is required, which can be achieved through specialization. Needed is someone who is dedicated to and an expert in the field, someone who can plan the process and establish goals to aim for. Opinion leaders can create increased interest and communication between doctors in different departments is important. Achieving progress also requires good cooperation between doctors and engineers. To justify the use and investments the benefits of RP-manufactured implants and biomodels have to exceed the costs. Complements to both implants and biomodels areavailable and on steady growth. However, they will probably not completely replace the older methods and therefore it is warranted to analyze whenever each application is most suitable and should be used. Another limitation for the spread of RP in medicine is ethics. In general, healthcare is quiteconservative. To achieve progress experiments need to be carried out but since humans are involved these must not be too risky. In addition, there are strict laws regarding what materials are permitted being inserted in the body. Furthermore, the RP-technology allows nearly unlimited opportunities to exchange and replace body parts but to what extent this can be considered ethic is a debate that can hinder the development.

Place, publisher, year, edition, pages
2010. , 47 p.
Series
Examensarbete inom teknik och management, grundnivå, 95
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-91167OAI: oai:DiVA.org:kth-91167DiVA: diva2:508418
Subject / course
Production Engineering
Uppsok
Technology
Examiners
Available from: 2012-03-14 Created: 2012-03-08 Last updated: 2012-03-14Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3039 kB)462 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3039 kBChecksum SHA-512
daf1a4570d466be89e4a100eec105c4e94c021fd2073d43ea6d7c3279a9fad6503e770a3a36bf4a94409706c3ea6055a42b809dc45f000a35f0907a4526c6c9a
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Production Engineering
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 462 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 284 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf