Auricular Epithesis in Rapid Prototyping: The Role of radiological Imaging

Ziel & Hintergrund: In dieser Arbeit wird sowohl die Verwendung von Ohrepithesen aus dem 3D-Drucker und die bildgebenden Aspekte der Radiologie als auch die technischen und medizinischen Aspekte bearbeitet. Durch einen Unfall, eine Krebserkrankung oder eine angeborene Fehlbildung können Menschen ihre Ohrmuschel verlieren. Während früher die technischen Möglichkeiten in dieser Thematik eher beschränkt waren und auf plastische Chirurgie zurückgegriffen wurde, um die Ohrmuschel in mühsamen Operationen zu rekonstruieren, besteht heutzutage die Option Epithesen über den 3D-Druck herzustellen. Die notwendigen Voraussetzungen dafür werden in dieser Arbeit ausgearbeitet. Methode: Es wurde einschlägige Fachliteratur verwendet und ausgewählte Studien der letzten 5 Jahre miteinander verglichen. Die Literaturrecherche wurde in den medizinischen Datenbanken PubMed und Google Schoolar durchgeführt. Es wurden die Suchbegriffe „epitheses“, „protheses“, „auricular reconstruction“, „3D Printining ear reconstruction“, „CT ear reconstruction“, „Rapid Prototyping“, „Optical Scanner“ verwendet. Außerdem wurde Literatur aus den Bibliotheken der FH Campus Wien und der Medizinischen Universität Wien verwendet. Ergebnisse: Pathologien wie traumatische Einwirkungen, onkologische Erkrankungen und Fehlbildungen der Ohrmuschel können eine Indikation für eine Ohrepithese darstellen. Sowohl die Computertomographie als auch der optische Scanner lassen sich für die Akquirierung der Datensätze im klinischen Alltag einsetzen. Die Unterschiede liegen hierbei bei der Computertomographie in den klassischen Aufnahmeparametern und bei den optischen Scannern bei der 3DAuflösung und den Bildern pro Sekunde. Für den 3D-Druck muss eine Segmentierung der Datensätze erfolgen und ein angebrachtes Format wie zum Beispiel die Standard-Tesselation-Language verwendet werden. Diskussion: Die Ergebnisse zeigen, dass ein fundiertes medizinisches, aber auch technisches Wissen für die Behandlung mit Ohrepithesen notwendig ist. Radiologietechnologinnen und Radiologietechnologen müssen hier vor allem über die verfügbaren Möglichkeiten bezüglich Wahl zwischen CT und optischem Scanner, Aufnahmeparametern, Segmentierung und 3D-Druck Bescheid wissen. Für die breite Anwendung von 3D-Druck und optischen Scannern in der Medizin sind weitere große Studien notwendig. Aim & Background: This thesis deals with the use of ear prostheses from the 3D printer and the imaging aspects of radiology, as well as the technical and medical aspects. Due to an accident, cancer or congenital malformation, people can lose their auricle. While in the past, the technical possibilities in this area were rather limited and plastic surgery was used to reconstruct the auricle in laborious operations, today there is the option of producing epitheses using 3D printing. The necessary prerequisites for this are elaborated in this paper. Method: Relevant literature was used and selected and studies of the last 5 years were compared. The literature search was performed in the medical databases PubMed and Google Schoolar. The search terms "epitheses", "prostheses", "auricular reconstruction", "3D Printining ear reconstruction", "CT ear reconstruction", "Rapid Prototyping", "Optical Scanner" were used. Literature from the libraries of the FH Campus Wien and the Medical University of Vienna was also used for this paper. Results: Pathologies such as traumatic effects, oncological diseases and malformations of the auricle can be an indication for an ear prosthesis. Both computed tomography and optical scanners can be used to acquire the data sets in clinical routine. In computed tomography the differences lie in the classical acquisition parameters and in optical scanners in 3D resolution and images per second. 3D printing requires segmentation of the data sets and the use of an appropriate format such as the standard tessellation language. Discussion: The results show that a sound medical, but also technical knowledge is necessary for treatment with ear prostheses. Radiology technologists need to know about the available options regarding the choice between CT and optical scanner, imaging parameters, segmentation and 3D printing. Further major studies are needed for the broad application of 3D printing and optical scanners in medicine.