잠복기 X-선 계산 된 단층 데이터의 3D 인쇄 설정
Summary
현대 플라스틱 압출 및 인쇄 기술을 사용하면, 신속하고 저렴한 비용으로 실험실에서 촬영 X-선 중부 표준시 데이터의 물리적 모델을 생성하기 위해 지금이 가능합니다. 단층 데이터의 3 차원 인쇄 강력한 시각화, 연구, 지금은 잠복기 이미징 커뮤니티에 액세스 할 수 있습니다 교육 도구입니다.
Abstract
입체 인쇄 첨가제 제조로 알려진 과정을 통해 매우 상세한 객체의 생산 수 있습니다. 모델이나 부품을 만드는 기존의 금형 – 사출 방법은 몇 가지 제한이 있습니다, 그 중 가장 중요한시기, 비용 효율적인 방식으로 매우 복잡한 제품을 만들기에 어려움이 있습니다. 1 단, 3 차원 인쇄 기술의 점진적 개선 이어질 이제 사용자 정의 모델의 손쉬운 제작이 가능합니다.이이 프린터는 정확하게 잠복기 X-선 중부 표준시 스캐너에서 생성 된 생체 이미지를 대표하기에 충분한 세부 돌출 고해상도 개체에 기능이 모두 하이 엔드 경제 악기의 . 적절한 데이터 수집, 표면 렌더링 및 stereolithographic 편집으로, 이제 빠르게 X-선 중부 표준시 데이터에서 자세한 골격과 부드러운 조직 구조를 생성하는 것도 가능하고 저렴합니다. 심지어 개발의 초기 단계에서ment는 시각화 능력을 향상시키기 위해 기술을 활용할 수 모두 교육자 및 연구자 입체 인쇄 이의 제기에 의해 생성 된 해부학 모델. 3, 4이 방법 결과의 실제 혜택은 유형의 경험에서 연구원 할 수 없습니다 데이터를 가질 수 있습니다 적절하게 컴퓨터 화면을 통해 전달. 테스트 대상의 정확한 복사본입니다 물리적 객체에 대한 사전 임상 3D 데이터의 번역은 특히 학생, 또는 다른 분야의 사람들에게 이미징 연구를 관련된에, 시각화 및 통신을위한 강력한 도구입니다. 여기, 우리는 PMOD, ImageJ, Meshlab, Netfabb와 함께 Albira X-선 중부 표준시 시스템을 활용 뼈와 X-선 중부 표준시에서 파생 장기 구조의 프라 모델 검사를 인쇄, 소프트웨어 패키지를 ReplicatorG에 대한 자세한 방법을 제공합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
X-선 중부 표준시 데이터는 생활 Lobund-Wistar 쥐의 설정 및 전직 생체 뉴질랜드 화이트 토끼 두개골은 사전 임상 생물 데이터에서 3D 개체 생산의 가능성을 설명하기 위해 활용되었다. 1) 인기 Makerbot의 레 플리 케이 터, 2) 타사 회사 Shapeways Inc의, 그리고 3) 고급 상업 ProJet HD 3000 : 모델은 세 차이 소스를 사용하여 생성되었습니다. 각 프린터 향상된 데이터 시각화의 원칙 목표를 만족 객체를 생성 할 수있었습니다.
사전 임상 중부 표준시 데이터를 인쇄하는 과정 동안, 인쇄의 각 방법의 장점과 단점은 ascertained이었고 최종 사용자에 대한 요약. MakerBot의 레 플리 케이는 전 세계 거의 모든 실험실에 액세스 할 수있는 저렴한 (1,750달러) 벤치 탑 솔루션입니다. 그것은 저렴한 입력 (플라스틱으로 $ 3.50에 대해 사용하는 폐에 쥐 중부 표준시)와 여러 색상으로 인쇄 할 수 있습니다. 그러나, Makerbot는 해상도에 의해 제한된다그래서 일부 모델은 적절한 압출 및 의도 구조의 시각화를 위해 확대해야합니다. Shapeways 주식회사 색상과 소재에 관한 선택의 뛰어난를 제공합니다. 모델은 높은 해상도 및 강력한입니다. 자신의 가격이 당 단위 기준 (폐에 쥐 중부 표준시는 $ 41.61이었다)에서 MakerBot보다 10 배 이상에 대해 있지만, 사용자가 작업 제한된 수의를 실행하고 프린터를 구입 선행 비용을 피할 수 있습니다. Shapeways에서 두 주일 리드 타임은 사소한 단점입니다. ProJet HD 3000 해상도와 강도면에서 뛰어난 모델을 제공했습니다. 우리는 노트르담 (Notre Dame)에서 혁신 파크에서 ProJet HD 3000 (노동과 자료에 대한 폐에 쥐 중부 표준시에 대한 약 $ 30)에 우리의 개체의 인쇄를 계약 할 수있을만큼 운이 있었다. 그들이 8만달러의 범위에 가격이 책정됩니다으로 사용자는 장비의이 유형에 액세스 할 수있는 어려움이있을 수 있습니다, 그것은뿐만 아니라 여러 색상으로 인쇄 할 성가신 수 있습니다. 이후 각 악기 / 제조업체개체 인쇄 (세부 Shapeways 최소 수준 = 0.2 mm, 최소 벽 두께 = 0.7 mm, 0.4 mm 노즐 5 MakerBot의 슬라이스 두께가 = 0.2-0.3 mm, 6 ProJet HD 3000 DPI = 656의 해상도를 설명하기 위해 다른 통계를 제공합니다 일부 개체가 성공적으로 사용하기 위해 확대해야합니다 동안 0.025-0.05 mm의 정확도 X 656 X 800), 각 시스템 간의 상대적인 해상도의 질적 평가는, Shapeways 및 ProJet HD 시스템 모두 규모 고 상세하게 인쇄 할 수 있습니다하는 것이 좋습니다 MakerBot. 이하, 모든 세 가지 방법 환경 친화적이며, 매우 상세한 사전 임상 X-선 중부 표준시 모델의 손쉬운 생산을 달성하기위한 편리한 수단을 제공합니다.
결론
점차적으로, 3D 인쇄 기술은 비용과 복잡성을 모두 최소화 된 이름으로 더 잘 접근되고있다. 8, 9 자, 문자 그대로 사람이 발굴 현장에서 높은 해상도, 3 차원 인쇄 할 수 있습니다ital 파일이 있습니다. 이러한 상세한 3 차원은 모두 교육자 및 연구자 모두에게 유용한 도구가 될 수 있습니다. 또한, 그들은 명확하게 이해를 달성 지원 영상 커뮤니케이션 수단을 제공합니다. 10 예를 들어, 의료 연구자들이 동료들과 환자와 의사 소통과 이해를 모두 개선하기 위해 표본 또는 환자 별 모델을 사용할 수 있습니다. 11 2D 화면에 표현이 있지만 먼 길을 와서,,, 회전 개최 검토하고 주변에 이동 할 수있는 실제 객체를 가지고의 시각 및 감각 경험에 대한 대체는 절대로 없습니다. 이 연구자의 관심 영역에 대한 물리적 객체를 검토하고, 추가로 정량 분석을위한 컴퓨터 모델에 해당 지역을 찾을 수 있습니다으로 전자 데이터 표현과 짝 모델은 더욱 강력하다. 적절한 데이터 수집, 표면 렌더링 및 stereolithographic 편집으로, 그것은 빠르게 상세한 relati을 생산 할 수 있습니다X-선 중부 표준시 데이터에서 vely 저렴한 모델. 여기, 우리는 X-선 마이크로-CT와 수집 된 사전 임상 작은 동물 데이터에서 3 차원 모델의 생산 단계 방식에 의한 상세한 단계를 제공합니다. 우리는 생체 및 예 생체 중부 표준시 데이터 Albira 이미지 스테이션을 사용하여 설정에서 우리를 인수하고, PMOD, ImageJ, Meshlab 및 Netfabb 소프트웨어 패키지와 함께 후속 처리를 수행했습니다. 마지막으로, 우리는 상용 솔루션의 범위와 입체 모델 인쇄를 사용하도록 자세한 지침을 제공합니다. 각각의 경우에, 최종 결과는 일반적으로 컴퓨터 화면으로 제한됩니다 획득 단층 데이터의 고유 한, 핸드 헬드, 물리적 발현을 제공하는 모델입니다.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 따뜻하게이 프로젝트에 대한 재정 지원을 유럽 연구, Glynn 가족 영예 프로그램, 노트르담 (Notre Dame) 통합 이미징 시설 (NDIIF)과 Carestream 건강에 대한 Nanovic 연구소 감사드립니다. 토끼 두개골 개발에 대한 연구는 MJR에 NSF BCS-1029149 의해 지원.
Materials
Required Programs
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