Modern plastik ekstrüzyon ve baskı teknolojileri kullanarak, hızlı ve ucuz bir laboratuarda alınan X-ışını BT verileri fiziksel modeller üretmek artık mümkün. Tomografik veri üç boyutlu baskı güçlü görselleştirme, araştırma, ve şimdi preklinik görüntüleme topluluğu tarafından erişilebilir bir eğitim aracıdır.
Üç boyutlu baskı katkı üretim olarak bilinen bir süreç yoluyla son derece ayrıntılı nesnelerin üretimi için izin verir. Modelleri veya parçaları oluşturmak için geleneksel, kalıp enjeksiyon yöntemleri çeşitli sınırlamalar var, bunların en önemli zamanında, maliyet-etkin şekilde son derece karmaşık ürünlerin yapımında bir zorluk olduğunu. 1 Ancak, üç boyutlu baskı teknolojisi yavaş yavaş iyileştiğini sonuçlandı Şimdi özelleştirilmiş modeller facile üretimi için kullanılabilir. 2. Bu yazıcılar doğru bir preklinik X-ışını CT tarayıcı oluşturulan vivo görüntülerini göstermek için yeterli detaylar a'ya yüksek çözünürlüklü nesneler için yeteneği var hem high-end ve ekonomi aletleri . Uygun veri toplama, yüzey işleme ve stereolithographic düzenleme ile, artık hızla X-ışını BT verileri ayrıntılı iskelet ve yumuşak doku yapıları üretmek mümkün ve ucuzdur. Hatta geliştirmek erken aşamalarındaMent, görselleştirme yeterlilik geliştirmek için teknolojiyi kullanabilen hem eğitimciler ve araştırmacılar için üç boyutlu baskı itiraz tarafından üretilen anatomik modeller. 3, 4 Bu yöntem sonucu gerçek faydaları somut deneyim bir araştırmacı olamaz veri olabilir yeterli bir bilgisayar ekranı aracılığıyla iletti. Denek, tam bir kopyası olan bir fiziksel nesne için klinik öncesi 3D veri çevirisi başta öğrenciler, ya da diğer alanlarda olanlara görüntüleme araştırma ilişkilendirilmesi için, görselleştirme ve iletişim için güçlü bir araçtır. Burada, PMOD, ImageJ, Meshlab, Netfabb ile birlikte bir Albira X-ışını BT sistemi kullanılarak kemik ve X-ışını BT türetilen organın yapıların plastik modeller tarar baskı ve yazılım paketleri ReplicatorG için ayrıntılı bir yöntem sağlar.
X-ışını BT verileri bir oturma Lobund-Wistar sıçan ayarlar ve ex vivo Yeni Zelanda White Rabbit kafatası klinik öncesi biyolojik verilerden 3B nesne üretiminin uygulanabilirliğini göstermek için kullanılmıştır. 1) popüler Makerbot Çoğaltıcı, 2) Üçüncü taraf şirket Shapeways Inc, ve 3) yüksek dereceli ticari Projet HD 3000: Modeller üç farkı kaynaklar kullanılarak oluşturulmuştur. Her yazıcının gelişmiş veri görselleştirme ilke edinmiş memnun nesneleri oluşturmak başardı.
Klinik öncesi BT veri yazdırma işlemi sırasında, baskı her yöntemin avantaj ve dezavantajları tespit edildi ve son kullanıcı için özetlenmiştir. MakerBot Replicator dünyada hemen her laboratuar için erişilebilir bir ucuz (1750 $) masa üstü çözümüdür. Bu ucuz girişleri (plastik 3,50 $ hakkında kullandığı akciğerlere sahip bir sıçan BT) ile birden fazla renkte baskı yapabilirsiniz. Bununla birlikte, Makerbot, çözünürlük ile sınırlıdırve bu nedenle bazı modellerde uygun ekstrüzyon ve amaçlanan yapının gözlenmesi için büyütülmesi gerekir. Shapeways Inc renk ve malzeme ile ilgili seçimleri olağanüstü bir dizi sağlar. Modelleri yüksek çözünürlüklü ve sağlamdır. Onların fiyatları bir birim bazında (akciğerlere sahip bir sıçan CT 41,61 $ idi) üzerinde MakerBot daha 10 kat daha yüksek yaklaşık iken, bir kullanıcının işlerin sınırlı sayıda yürütmek ve bir yazıcı satın alma ön maliyet önleyebilirsiniz. Shapeways gelen iki haftalık yol zaman küçük bir dezavantajdır. Projet HD 3000 çözünürlük ve gücü bakımından üstün modeller oluşturdular. Biz Notre Dame de Yenilik Park'ta Projet HD 3000 (işçilik ve malzemeler için akciğerlere sahip bir sıçan CT için yaklaşık $ 30) bizim nesnelerin baskı sözleşme için şanslı. Onlar 80.000 $ aralığında fiyatlandırılır gibi Kullanıcıları Bu tip cihazların erişim ile zorluk olabilir, ve o da birden fazla renk ile yazdırmak için hantal. Beri her enstrüman / üreticinesnesi yazdırma (ayrıntı Shapeways minimum düzeyde = 0,2 mm, minimum duvar kalınlığı = 0,7 mm, 0,4 mm meme ile 5 MakerBot kesit kalınlığı = 0,2-0,3 mm, 6 Projet HD 3000 DPI = 656 için çözünürlük tanımlamak için farklı bir metrik sağlar bazı nesnelerin başarılı kullanımı için büyütülmüş olmalıdır ederken 0,025-0,05 mm hassasiyetle x 656 x 800), her bir sistem arasındaki göreli kararlar niteliksel bir değerlendirmesi, Shapeways ve Projet HD sistem her iki ölçek için yüksek detaylı yazdırabilirsiniz düşündürmektedir MakerBot. Topluca, her üç yöntem çevre dostu ve son derece ayrıntılı klinik öncesi X-ışını BT modellerinin facile üretim elde etmek için uygun bir yol sağlar.
Sonuç
Yavaş yavaş, 3D baskı teknolojisi maliyetleri ve karmaşıklığı hem kısılmış gibi daha erişilebilir hale gelmiştir. 8, 9 Şimdi, kelimenin tam anlamıyla herkes kazıdan yüksek çözünürlüklü, üç boyutlu nesneleri yazdırabilirsinizital dosyaları. Bu ayrıntılı üç boyutlu nesneleri hem eğitimciler hem de araştırmacılar için yararlı bir araç olabilir. Dahası, daha net bir anlayışa ulaşmada yardımcı görsel bir iletişim aracı sağlamak. 10 Örneğin, tıbbi araştırmacılar onların arkadaşları ve hastalarla iletişim ve anlama kabiliyetini geliştirmek üzere numune veya hastaya özgü modellerini kullanabilirsiniz. 11. 2B ekranlarında gösterimi olmasına rağmen uzun bir yol kat,, döndürülmüş düzenlenen incelenmiş ve etrafında hareket edebilir gerçek bir nesne tutan görsel ve duyusal deneyimi için hiçbir değiştirme kesinlikle yoktur. Araştırmacıların ilgi bölgeler için fiziksel nesne incelemek için, daha fazla nicel analiz için bir bilgisayar modeli üzerindeki alanlara bulmanıza olarak bir elektronik veri gösterimi ile eşleştirilmiş bir model daha güçlüdür. Uygun veri toplama, yüzey işleme ve stereolithographic düzenleme ile, hızlı, ayrıntılı, relati üretmek mümkündürX-ışını BT veri vely ucuz modeller. Burada, bir X-ışını mikro-CT ile toplanan klinik öncesi hayvan veri küçük bir üç boyutlu model üretimi için aşamalı bir yöntem ile detaylı bir adım sağlar. Biz vivo ve ex vivo BT verileri bir Albira görüntü istasyonu kullanarak ayarlar bizim kazanılmış ve PMOD, ImageJ, Meshlab ve Netfabb yazılım paketleri ile sonraki işlem gerçekleştirilir. Nihayet, biz ticari bir çözüm yelpazesi ile üç boyutlu model yazdırmayı etkinleştirmek için ayrıntılı yönergeler sağlar. Her durumda, sonuçta normal bir bilgisayar ekranında sınırlı olacaktır edilen tomografik olan eşsiz bir veri, elle tutulan, fiziksel tezahürü sağlayan bir modeldir.
The authors have nothing to disclose.
Biz sıcak bu proje için mali destek için Avrupa Çalışmaları, Glynn Aile Onur Programı, Notre Dame Entegre Görüntüleme Tesisi (NDIIF) ve Carestream Sağlık Nanovic Enstitüsü ederim. Tavşan kraniyal geliştirme Araştırma MJR NSF BCS-1029149 tarafından desteklenmektedir.
Required Programs
|