使用现代塑料挤出和印刷技术,现在有可能快速且廉价的透视拍摄的CT数据在实验室中产生的物理模型。断层数据的三维印刷是一个功能强大的可视化,研究和教育工具,现在可以访问的临床前成像社区。
立体印刷允许非常详细的对象的生产过程通过被称为添加剂制造。传统的模具注射的方法来创建模型或零件有许多限制,其中最重要的是及时的,符合成本效益的方式进行高度复杂的产品中的一个难点。[1]然而,在三维印刷技术的逐步改善,导致在高端和经济工具现在可用于生产的定制机型轻便。这些打印机有能力挤出高分辨率对象有足够的细节,准确地反映在从X射线CT扫描仪的临床前体内生成的图像。有了适当的数据收集,表面渲染,和stereolithographic编辑,它现在是可能的和廉价的从X射线CT数据能够迅速产生详细的骨骼和软组织结构。即使在早期阶段的发展MENT,立体印刷的吸引力都教育工作者和研究人员谁可以利用的技术,以提高可视化能力的解剖模型,3,4的真正好处此方法结果的有形经验的研究员可以有数据不能被充分转达了通过电脑屏幕上。临床前的三维数据的物理对象,是一份精确的测试对象是一个功能强大的可视化和通信工具,特别是对涉及成像研究的学生,或那些在其他领域的翻译。在这里,我们提供了一个详细的方法用于印刷塑料模型的骨骼和器官的结构,来自于X射线CT扫描利用一个Albira在PMOD ImageJ的,Meshlab,Netfabb结合的X射线CT系统,和ReplicatorG软件包的。
X射线CT数据集的生活Lobund Wistar大鼠离体新西兰白兔头骨被用来展示3D对象的可行性,从 临床前生产生物数据。模型使用三种不同的来源:1)广受欢迎的Makerbot复制,2)第三方公司Shapeways公司,3)高档商业PROJET HD 3000。每个打印机能够产生满意的原则目标,增强了数据可视化的对象。
在临床前的CT数据的打印过程中,每一个的打印方法的优点和缺点的确定,并总结为最终用户。 MakerBot Replicator是一个便宜的($ 1,750)台式解决方案,几乎世界各地的任何一个实验室访问。它可以打印多种颜色,用廉价的投入(约3.50元塑料具有润肺老鼠CT)。然而,的Makerbot是有限的分辨率,因此某些机型将适当的挤压和可视化的预期结构,都必须扩大。 Shapeways公司提供了一个优秀的颜色和材料方面的选择。该机型是高分辨率和强大的。虽然它们的价格有关的的MakerBot上每一个单位的基础上(大鼠肺CT与41.61美元)高于10倍,用户可以执行有限数量的就业机会,并避免购买一台打印机的前期费用。两个星期的交货时间从Shapeways是一个小的缺点。 PROJET HD 3000提供了优秀的模型在分辨率和力量。我们很幸运收缩的印刷我们的对象PROJET HD 3000在创新园在巴黎圣母院(约30美元的大鼠肺部CT与劳动力和原材料)。用户可能很难获得这种类型的设备,因为它们的价格在$ 80,000的范围内,它是麻烦的,以及与多种颜色的打印。由于每台仪器/制造商提供了一个不同的度量来描述的分辨率为对象印刷(细节Shapeways最低水平= 0.2毫米,最小壁厚= 0.7毫米,5的 MakerBot片厚度为0.4毫米的喷嘴= 0.2-0.3毫米,6 PROJET HD 3000 DPI = 656所述656×800,精确度为0.025-0.05毫米),各系统之间的相对决议的定性评估显示,Shapeways和的PROJET HD系统,可以打印高细节的规模,为成功地使用某些对象时,必须增大MakerBot。总的来说,所有这三种方法都是环保的,并提供了一个方便的方法来实现简便的生产非常详细的临床前研究X射线CT模型。
结论
渐渐地,三维打印技术已经被最小化成本和复杂性变得更加方便,8,9,从字面上看任何人都可以打印高分辨率,三维物体从挖ITAL文件。这些详细的三维对象可以是有用的工具,教育工作者和研究人员的一致好评。此外,他们提供的视觉沟通的一种手段,帮助实现更清晰的认识。10例如,医学研究人员可以利用样本或病人的具体型号,以改善与他们的同事和病人的沟通和理解。11虽然在2D屏幕上的表示走过了很长的路,是绝对没有更换的视觉和感官的经验,一个真正的对象,它是能够举行,旋转,审议并移动。配对的电子数据表示模型的功能更强大,因为它允许研究人员,研究的物理对象地区的利益,并在计算机上找到这些领域进一步的定量分析模型。有了适当的数据收集,表面渲染,和stereolithographic编辑,它是能够迅速地生成详细的,relati从X射线CT数据的vely低廉的机型。在这里,我们提供了一个详细的,一步一步的方法用于生产临床前小动物收集的数据与X-射线微CT的三维模型。我们收购了我们的体内和体外 CT数据集使用图像的Albira站PMOD,ImageJ的Meshlab和Netfabb的的套装软件,并进行后续处理。最后,我们提供了一系列的商业解决方案的详细说明,使三维模型打印。在每一种情况下,最终的结果是一个模型,该模型提供了一个独特的,手持式的,物理的体现,所获取的断层图像数据,通常会被限制到一个计算机屏幕。
The authors have nothing to disclose.
我们衷心感谢Nanovic研究所欧洲研究,格林家庭荣誉课程,巴黎圣母院综合成像的基金(NDIIF),Carestream Health公司的这个项目的金融支持。支持由美国国家科学基金会BCS-1029149 MJR对兔颅开发研究。
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