Medical Applications of Additive Manufacturing – Application-Oriented Classification for Case Design and Documentation

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Mäkitie, Antti, Prof., University of Helsinki, Finland
dc.contributor.author Tuomi, Jukka
dc.date.accessioned 2018-09-07T09:03:09Z
dc.date.available 2018-09-07T09:03:09Z
dc.date.issued 2018
dc.identifier.isbn 978-952-60-8173-1 (electronic)
dc.identifier.isbn 978-952-60-8172-4 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4942 (electronic)
dc.identifier.issn 1799-4934 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4934 (ISSN-L)
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/33884
dc.description.abstract Rapid development has recently occurred in Additive Manufacturing (AM) technologies, some of which are called 3D Printing. One of driving force behind the development of AM is variation in both industrial and medical applications. Certain applications occur in clinical practice, with others under research or in a developmental phase. The application of these new technologies in medical settings has raised concerns among specialists regarding quality control of the manufacturing process, case documentation and patient safety. This thesis presents a novel classification system for medical applications of AM; the system is based on both own research cases and patient cases presented in the literature. Combining application classes and procedural phases of clinical patient cases into one representation was an objective of this work. The solution concerned the development of a medical application of additive manufacturing (MAAM) matrix case presentation. One research goal involved developing a model to support patient-case design, documentation, and learning. According to cognitive psychologists, knowledge is clustered into packets that enable knowledge to be organised, stored and contextually placed. Matrix-based representation aims to help stakeholders understand MAAM cases as packets. The presented concept uses matrix cells to store actual case data. Such data presentation technology has potential to serve as the basis for further developments related to feature-based product modelling and expert system technologies in medical applications of AM. This thesis presents a MAAM matrix system with potential application as a qualified standard platform for medical-case design and documentation. The MAAM matrix system supports learning and is an established operational platform for computerised systems. This thesis demonstrates the validation of the MAAM matrix system in an orbital wall implant clinical case. The second validation case was a research case studying the effects of both applied AM system technology and finishing technology to part cytotoxicity. Both cases involved storing materials and methods data in MAAM matrix cells. en
dc.description.abstract Materiaalia lisäävän valmistuksen (Additive Manufacturing, AM) menetelmät ovat kehittyneet nopeasti viime vuosina. Joitain näistä teknologioista kutsutaan 3D-tulostukseksi. Menetelmiä sovelletaan teollisuudessa yhä laajemmin ja moninaisia lääketieteen sovelluksia on esitelty. Osa näistä on kliinisessä käytössä, mutta vielä suurempi määrä tutkimus- ja kehitysvaiheessa. Asiantuntijat ovat esittäneet huolensa liittyen valmistusprosessien laadunhallintaan, potilastapausten dokumentointiin ja potilasturvallisuuteen, kun näitä uusia teknologioita sovelletaan lääketieteessä. Tässä väitöskirjassa esitellään luokittelujärjestelmä lääketieteen AM-sovelluksille. Järjestelmä perustuu omiin ja kirjallisuudessa esitettyihin tapaustutkimuksiin. Tutkimuksen yksi tavoite oli yhdistää sovellusten luokittelu ja käytännön potilastapausten vaiheittainen etenemä yhdeksi esitysmuodoksi. Ratkaisuksi kehitettiin lääketieteellisten sovellusten matriisimuotoinen esitys. Yhtenä työn tavoitteena oli kehittää ratkaisu, joka tukisi potilastapausten suunnittelua, dokumentointia ja oppimista. Psykologien mukaan tietämys ryhmittyy paketteihin, jotka mahdollistavat tiedon jäsentymisen, tallentamisen ja asettamisen asiayhteyteensä. Matriisiin pohjautuva esitysmuoto on tarkoitettu helpottamaan asianosaisia ymmärtämään lääketieteen sovelluksia tällaisina paketteina. Konseptissa tapauskohtainen tieto esitetään matriisin soluissa. Tällainen tiedon esitystapa on potentiaalisesti perusta tuleville piirremallinnustekniikan ja asiantuntijajärjestelmien sovelluksille lääketieteessä. Tässä väitöksessä esitetään lääketieteen AM-sovellusmatriisi, joka on mahdollinen perusta hyväksytylle standardille suunnitella ja tallentaa potilastapauksia. Lääketieteen AM-sovellusmatriisi tukee oppimista ja sen toimivuus on osoitettu tietojärjestelmän perustana. Kehitetty lääketieteen AM-matriisi validoitiin kliinisessä silmänpohjaimplantti potilastapauksessa. Toisessa tapaustutkimuksessa selvitettiin AM-menetelmän ja kappaleen viimeistelyn vaikutuksia kappaleen sytotoksisuuteen. Molemmissa tapauksissa materiaali- ja menetelmädata tallennettiin matriisin soluihin. fi
dc.format.extent 64 + app. 42
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.publisher Aalto University en
dc.publisher Aalto-yliopisto fi
dc.relation.ispartofseries Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS en
dc.relation.ispartofseries 172/2018
dc.relation.haspart [Publication 1]: Mika Salmi, Jukka Tuomi, Kaija-Stiina Paloheimo, Roy Björkstrand, Markku Paloheimo, Jari Salo, Risto Kontio, Karri Mesimäki, Antti A. Mäkitie. Patient-specific reconstruction with 3D modelling and DMLS additive manufacturing. Rapid Prototyping Journal, 2012, vol. 18 Iss: 3 pp. 209 – 214. DOI: 10.1108/13552541211218126
dc.relation.haspart [Publication 2]: Jukka Tuomi, Kaija-Stiina Paloheimo, Juho Vehviläinen, Roy Björkstrand, Mika Salmi, Eero Huotilainen, Risto Kontio, Stephen Rouse, Ian Gibson, Antti A. Mäkitie. A Novel Classification and Online Platform for Planning and Documentation of Medical Applications of Additive Manufacturing. Surgical Innovation, March 9, 2014. DOI: 10.1177/1553350614524838
dc.relation.haspart [Publication 3]: Jukka Tuomi, Roy Björkstrand, Mikael Pernu, Mika Salmi, Eero Huotilainen, Jan Wolff, Pekka Vallittu, Antti A. Mäkitie. In vitro cytotoxicity and surface topography evaluation of additive manufacturing titanium implant materials. Journal of Materials Science: Materials in Medicine, February 14, 2017. DOI: 10.1007/s10856-017-5863-1
dc.relation.haspart [Publication 4]: Mika Salmi, Kaija-Stiina Paloheimo, Jukka Tuomi, Jan Wolff, Antti A. Mäkitie. Accuracy of medical models made by additive manufacturing (rapid manufacturing). Journal of Cranio-Maxillo-Facial Surgery, 41:603-609, 2013. DOI: 10.1016/j.jcms.2012.11.041
dc.subject.other Mechanical engineering en
dc.subject.other Medical sciences en
dc.title Medical Applications of Additive Manufacturing – Application-Oriented Classification for Case Design and Documentation en
dc.title Materiaalia lisäävän valmistuksen lääketieteelliset sovellukset – sovellusorientoitunut luokittelujärjestelmä potilastapausten suunnitteluun ja dokumentointiin fi
dc.type G5 Artikkeliväitöskirja fi
dc.contributor.school Insinööritieteiden korkeakoulu fi
dc.contributor.school School of Engineering en
dc.contributor.department Konetekniikan laitos fi
dc.contributor.department Department of Mechanical Engineering en
dc.subject.keyword additive manufacturing en
dc.subject.keyword 3D printing en
dc.subject.keyword medical application en
dc.subject.keyword classification en
dc.subject.keyword patient case en
dc.subject.keyword materiaalia lisäävä valmistus fi
dc.subject.keyword 3D-tulostus fi
dc.subject.keyword lääketieteen sovellus fi
dc.subject.keyword luokittelu fi
dc.subject.keyword potilastapaus fi
dc.identifier.urn URN:ISBN:978-952-60-8173-1
dc.type.dcmitype text en
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.contributor.supervisor Partanen, Jouni, Prof., Aalto University, Department of Mechanical Engineering, Finland
dc.opn Drstvenšek, Igor, Prof., University in Maribor, Slovenia
dc.contributor.lab Production Engineering en
dc.rev Bartolo, Paulo, Prof., University of Manchester, UK
dc.rev Bernard, Alain, Prof., Ecole Centrale de Nantes, France
dc.date.defence 2018-09-20
local.aalto.acrisexportstatus checked


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account