Ученые из инженерной школы Swanson университета Питтсбурга предлагают использовать 3D печать моделей головы для компьютерной (МРТ) томографии.Искусственные модели разработаны, чтобы занять место человеческих в анализах и калибровки МРТ оборудования. Информация, полученная из процесса, может быть использована, чтобы определить, кроме всего, подходят ли определенные имплантаты для использования вместе со сканером.Цель – предоставлять более реалистичную альтернативу компьютерному моделированию и увеличить безопасность МРТ тестирования.
«Из 3т пакета данных мрт и 3d оцифрованных сегментированных изображений в 3d фотопечать».Изображение и описание предоставлено радиочастотным исследовательским центром.
МРТ сканирование
МРТ сканер, который используется в Swanson радиочастотном исследовательском центре - это цельный прибор 7 поколения Tesla для проведения магнитно-резонансной томографии. И он, согласно со словами доцента биоинженерии из университета Питтсбурга Тамера Ибрахима, «один из самых сильных клинических МРТ аппаратов в мире»Однако, предостережения системы включает потенциально опасное увеличение исходящего тепла, пропускаемое сканером и недостаточная прозрачность изображения. Ибрахим поясняет: «Когда Вы двигаетесь от меньшего поля к большему, выдаваемые изображения становятся менее информативными и локализованное тепло становится еще более преобладающей. Мы хотели разработать модель человекоподобной головы, чтобы помочь нам лучше понять трудности с внедрением более безопасного пути тестирования изображений.
Создание модели
Чтобы создать модель, команда радиочастотного исследовательского центра сканировала в 3D голову волонтера. Далее она была распределена на соответствующие сегменты (части), а именно – мозг, артерии, шея, сухожилия и т.д. Благодаря сегментации команда определила части под печать в 3D (лицо/череп) и сплетения, которые могли бы быть добавлены после чтобы заполнить голову и симулировать характер вторичного электромагнитного поля живой материи.
После моделирования в CAD частичная пустота головы/черепа была распечатана в 3D DSM Somos resin нa системе Stratasys. В финальном этапе, искусственный череп был заполнен жидкостью через специально разработанные и пригодные для повторного использования порты.Полный процесс детально расписан в работе «Разработка и изготовление реалистичной человекоподобной гетерогенной модели головы для целей МРТ», которая была напечатана в открытом доступе в PLOS One. Sossena Wood, Narayanan Krishnamurthy, Tales Santini, Shailesh Raval, Nadim Farhat, John Andy Holmes and Tamer S. Ibrahim являются авторами.
Распечатанная в 3D голова или же человеческая
Несколько месяцев потребовалось команде для того, чтобы спланировать и достигнуть большинства точных сочетаний частей модели головы. Затем было проведено сравнение модели с головой волонтера в лабораторном МРТ.Результат показал, что «Пока наша человекоподобная гетерогенная модель не показывает полную картину в сравнение с электромагнитными полями в живом организме волонтёра, но она в значительной мере более адекватная, чем сферическая человекоподобная гетерогенная модель или другие собранные из частей гетерогенные труды»Следовательно, дальнейшие исследования нуждаются в более глубоком изучении потенциала модели МРТ, которая на сегодняшний день все еще подходит для использования в электромагнитных аппаратах.
Что же будет дальше в медицинской визуализации?
Печать в 3D вдохновляет множество инноваций в отрасли медицины, связанных с данными в 3D. Хотя нет ничего необычного в создании индивидуальной модели, созданной на СТ или МРТ данных о сканировании, все больше эффективных и интуитивных подходов требуется чтобы подготовить и обработать данные.Партнер компании Siemens Healthineers, отмеченная наградами компания-разработчик 3D Materialise, предлагает программное обеспечение Mimics inPrint, которое совместимо с медицинским стандартом данных DICOM data.
Подобранные изображения показывают модель головы «Из 3Т пакета данных МРТ и 3D оцифрованных сегментированных изображений в 3D фотопечать». Изображение и описание предоставлено радиочастотным исследовательским центром