Wolf Schweitzer: «L'impression 3D aide à développer des appareils médico-légaux»

Wolf Schweitzer: «L'impression 3D aide à développer des appareils médico-légaux»

Les examens post mortem sont largement utilisés pour déterminer la cause du décès, mais l'autopsie traditionnelle a peu changé au cours du siècle dernier. Elle consiste en un examen externe et une éviscération, une dissection des principaux organes avec identification des pathologies macroscopiques et des lésions. Dans le but de faire progresser le domaine de la médecine légale, une équipe de scientifiques de l’Université de Zurich, en Suisse, a mis au point des outils et des technologies automatisés pour améliorer les résultats, réduire les coûts et réduire le temps nécessaire aux autopsies. En combinant les nouvelles technologies, telles que l’imagerie 3D, la numérisation et l’impression pour générer des outils d’autopsie virtuels, ce qui est finalement devenu un nom connu de la criminalistique, une entreprise connue sous le nom de projet Virtopsy, ou tout simplement de la virtopsie, modifie le paradigme de la criminalistique.

Dans le cadre du projet Virtopsy, les scientifiques ont mis au point des méthodes novatrices pour aider le domaine de la criminalistique, avec des idées allant d'un bras robotique automobile modifié avec des outils appelé Virtobot à la découverte non invasive de blessures présentes à la surface de la peau d'un corps, ainsi que de vraies représentations en couleur 3D des blessures de surface et des modèles à l'échelle 3D de scènes et d'événements de crime entiers. Un appareil, en particulier, a retenu notre attention, un kit d'angiographie par tomodensitométrie post mortem ou PMCTA, fabriqué à l'aide d'une impression 3D et de pièces que vous pouvez vous procurer chez votre quincaillier local. L’équipe a mis en ligne tous les fichiers et spécifications des pièces afin que toute personne souhaitant recréer le PMCTA puisse le faire, pour un coût total de seulement 120 $. 3DPrint.com a demandé à Wolf Schweitzer, médecin légiste à l’Université de Zurich, membre de l’équipe derrière le PMCTA imprimé en 3D, de comprendre en quoi l’appareil est si important et pourquoi des technologies perturbatrices peuvent aider les experts pour obtenir de meilleures autopsies.

Production de kits PMCTA très abordables. À gauche: impression 3D en cours; Milieu: lots d'impression finis; Droite: les kits sont en train d'être emballés

Pourquoi le PMCTA est-il important en médecine légale?

Un scanner post-mortem est pertinent en médecine légale pour examiner le corps, en particulier pour déterminer les conséquences de la violence ou des traumatismes. Les résultats apportent un éclairage utile et aident à préparer les autopsies afin de pouvoir les réaliser plus rapidement et de mieux cibler ce que nous recherchons. Le diagnostic de l'autopsie est souvent très spécifique, mais sa réalisation est fastidieuse et fastidieuse. Par exemple, il y a quelques années, il a fallu sept heures de dissection minutieuse pour trouver la source d'une hémorragie fatale dans un corps. Ces types de cas gagneraient grandement à un PMCTA. Via une pompe externe, les vaisseaux du corps sont remplis d'une substance de contraste qui apparaît opaque sur la tomodensitométrie (CT). La connaissance de l'anatomie normale des vaisseaux sanguins permet aux examinateurs d'identifier certaines fuites possibles ou potentielles. Cela signifie que lors de l’utilisation de PMCTA, les lésions vasculaires, les fuites ou d’autres pathologies peuvent être examinées. Une fois trouvés, ils peuvent être documentés ou les résultats peuvent être communiqués au pathologiste, qui restreint ensuite la recherche de la dissection par autopsie.

Pourquoi avez-vous conçu un PMCTA peu coûteux et accessible à tous?

PMCTA résultant avec une vue de tout le corps montrant des vaisseaux et des organes contrastés

Les appareils commerciaux spécialisés peuvent être coûteux et nécessitent des installations supplémentaires dédiées et coûteuses telles que des séparateurs d'huile, des consommables et la maintenance. Une pompe PMCTA haut de gamme peut facilement valoir 80 000 $, tandis que le matériel coûte environ 1 000 $ par cas ou examen. De plus, les utilisateurs doivent installer un séparateur d'huile afin d'éviter toute fuite ou tout déversement de leur agent de contraste à base d'huile dans les égouts. Bien que certains instituts de médecine légale privilégiés puissent trouver cela acceptable, nous nous sommes demandé si ce type de technologie était vraiment nécessaire. C’est pourquoi nous avons décidé de personnaliser et d’imprimer en 3D notre propre pompe à immersion devant servir de PMCTA judiciaire et de compléter le reste de la liste des matériaux avec des pièces de quincaillerie, pour seulement 120 $. L’idée même de fournir une technologie très abordable de PMCTA est devenue évidente au cours de nos cours de Virtopsy. Pendant 15 ans, des spécialistes et des stagiaires du monde entier sont venus à Zurich pour assister à nos cours. Un sujet de préoccupation fréquemment évoqué concernait le PMCTA, la problématique du pétrole. l’environnement et le coût élevé des matériaux, nous avons donc écouté et commencé à évaluer de meilleures options.

Dans l'étude, la faisabilité d'une pompe à immersion très économique pour l'angiographie par TDM post mortem (dont Schweitzer est le co-auteur), notre équipe du département de médecine légale et d'imagerie a conclu qu'une mise en œuvre plus répandue et systématique du PMCTA exige un équipement abordable pour les installations dotées d'un budget serré. C'est pourquoi nous avons mis en ligne tout ce dont vous avez besoin pour développer leur propre fichier PMCTA (les modèles 3D imprimables ont été convertis au format STL) en ligne sur virtopsy.com.

Comment l'impression 3D est-elle devenue une partie de la solution?

Contrairement à la médecine clinique, la médecine légale dispose de budgets publics plus faibles et plus restreints, ce qui nous motive encore plus à utiliser des moyens de production, de conception et de matériaux plus abordables. De plus, nous n’avons souvent pas besoin de cathéters ou de solutions anti-allergiques ou fortement stérilisés. Cela signifie que nous pouvons concevoir, imprimer des prototypes en 3D et les tester en un ou deux jours, puis réviser la conception et continuer à la répéter jusqu'à ce que les modèles 3D (et leurs instances imprimées en 3D) soient corrects. Une fois que les modèles PLA imprimés en 3D suffisent au travail de routine, nous les utilisons. Nous voulions vraiment commencer par le processus de conception, car il est utile de pouvoir concevoir des prototypes matériels à l'aide d'un logiciel de CAO là où des pièces personnalisées sont nécessaires.

Quelles imprimantes 3D avez-vous utilisées?

Pour le processus d'impression 3D, nous avons utilisé un MakerBot Replicator 2 (conçu à l'origine pour imprimer en ABS, mais modifié pour imprimer avec PLA) et un MakerBot Replicator (cinquième génération). L’alimentation en PLA était un problème, car les imprimantes Makerbot semblaient avoir du mal à tirer le PLA dans la buse où il était fondu pour l’impression. Pour résoudre ce problème, nous avons décidé de construire des supports de rouleau PLA avec des roulements à rotule en utilisant les modèles 3D disponibles de Thingiverse. Nous avons utilisé l’impression 3D pour corriger la forme des modèles.

Néanmoins, l’impression 3D de pièces de rechange et de nouveaux ajouts ne se limite pas au PMCTA, l’équipe a également identifié quelques autres applications pour l’impression 3D. Par exemple, ils étudient actuellement s’il est possible d’imprimer des parties du squelette (os du crâne et du poumon) afin de réaliser des essais de collision biomécanique ou des impacts sur des matériaux imprimés en 3D et de vérifier s’ils se fracturent de la même manière que l’os naturel.

Y a-t-il accès à la technologie pour la médecine légale?

La médecine légale est généralement gérée comme un service gouvernemental ou étatique pour examiner les morts violentes, suspectes, soudaines et peu claires. Comme la plupart des scientifiques et des médecins, nous sommes intéressés par les nouvelles technologies et aimons développer et créer de nouvelles idées. Cependant, le financement est un facteur important, de même que les restrictions structurelles ou les opportunités de recherche et de développement des avancées technologiques.

Les technologies ne sont pas forcément chères, tout le monde peut découvrir des logiciels et des cours gratuits ou abordables et la médecine légale est souvent intégrée dans une université ou un hôpital, de sorte que nous ne sommes vraiment pas seuls dans cette mission. À l'origine, nous avions commencé avec le scanner post-mortem, en utilisant des tomodensitomètres déjà installés dans les hôpitaux ou les vétérinaires (au lieu des nôtres). Nous nous sommes donc liés d'amitié avec des experts d'autres départements. Nous avons également travaillé avec d'autres ingénieurs, chercheurs et spécialistes, tels que Claudio Gygax de 3D-EDU GmbH, qui a fourni un soutien technique et des conseils. Je viens d'un foyer de créateurs, donc la construction était ce que tout le monde faisait de toute façon. Il est vraiment important de reconnaître ce qui manque à un monde apparemment abondant, de «voir» le vide technique, de reconnaître l’avantage appliqué à remplir un espace vide avec (au moins) du plastique, et une fois identifié, le reste assez simple. Cela nécessite un travail d'équipe pour susciter la pensée créatrice et l'innovation.

La médecine légale est pleine de gens curieux et intéressants qui adoptent toutes sortes de technologies utiles (sans avoir à dépenser beaucoup d'argent dessus). En fin de compte, c’est vraiment l’esprit d’investigation qui fait la différence et il existe des idées absolument formidables à développer encore plus loin.

[Images: Projet Virtopsy, Université de Zurich et Wolf Schweitzer]

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