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      CT數據重建太慢?位圖技術讓你1小時內獲得大腦的3D數據

      發布日期:2018-06-02 09:21:06

      3D打印技術在醫療領域的應用案例越來越多,然而仍然有很多技術痛點尚未解決,比如從CT數據三維重建獲得可3D打印的模型數據,這個過程時間仍然比較長,影響了手術的進度。2018年6月1日,南極熊從外媒獲悉,哈佛大學和麻省理工學院的研究人員提出了一種簡單的方法,在不到一個小時的時間內就可以提取出可3D打印的精細人類大腦模型。


      從理論上講,像MRI和CT掃描這樣的醫學成像技術能夠產生高分辨率的圖像,并且可以使用3D打印機打印出模型。 但是,麻省理工學院畢業生Steven Keating發現,當他手術切除棒球大小的腫瘤后,想要檢查自己的大腦時,現有的方法過于耗時,麻煩,并且未能準確揭示重要的特征。Keating與專家們合作,致力于開發一種新技術,使MRI和CT掃描圖像能夠以前所未有的細節快速轉換為物理模型。



      新方法提供了一種快速且高度精確的方法,可將復雜的圖像轉換為易于3D打印的格式。關鍵在于使用抖動位圖進行打印,這是一種數字文件格式,其中灰度圖像的每個像素都被轉換為一系列黑白像素,而黑色像素的密度則是定義不同的灰度,而不是像素本身顏色不同。與黑白新聞報紙中的圖像類似,使用不同大小的黑色墨點傳達陰影,在給定區域中存在的黑色像素越多則越黑。通過將來自各種灰度陰影的所有像素簡化為黑色或白色像素的混合,抖動位圖允許3D打印機使用兩種不同的材料打印復雜的醫學圖像,從而以更高的精度和速度保留原始數據的所有細微變化。


      研究人員使用基于位圖的3D打印來創建Keating的大腦和腫瘤模型,該模型忠實地保存了原始MRI數據中存在的所有細節層次,直至與人眼可區分的分辨率相同。使用這種相同的方法,他們還能夠使用不同材料打印出人體心臟瓣膜的可變剛度模型,從而做出有機械性能梯度的模型,便于深入了解斑塊對瓣膜功能的實際影響。



      Weaver說:“我們的方法不僅可以保留高水平的細節并且可以用于3D打印醫療模型,而且還可以節省大量時間和金錢?!?“例如,手工分割一個健康人腳的CT掃描數據,包括它所有的內部骨骼結構,骨髓,肌腱,肌肉,軟組織和皮膚都需要超過30個小時,即使是訓練有素的專業人員,而我們 能夠在不到一個小時的時間內完成。“



      △Ahmed Hosny拿著Steven Keating的腫瘤模型,Steven Keating拿著自己的頭骨模型,James Weaver拿著Keating的MRI掃描模型。


      研究人員希望他們的方法能夠幫助3D打印成為常規檢查和診斷,患者教育更可行的工具。 “現在,對于醫院而言,聘請專家團隊進行手動分割3D打印的圖像數據,除非是極其高風險的病例,否則對醫院來說成本太高了,我們希望能夠改變這種情況, “Wyss研究所研究員Ahmed Hosny說。


      “我想,在未來五年內的某個時候,任何進行CT或MRI掃描的患者都可以在幾天內獲得他們的3D打印模型?!癢eaver說。


      本文轉載自:中國3D打印網 版權歸原作者所有

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