Ein Abonnement von JoVE ist erforderlich, um diesen Inhalt anzuzeigen. Melden Sie sich an oder beginnen Sie noch heute mit einer kostenlosen Testphase.

Methodenartikel

Multimodaler 3D-Druck von Phantomen zur Simulation von biologischem Gewebe

7.1K Aufrufe

⸱

DOI:

10.3791/60563

⸱

11. Januar 2020

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Precision Machinery and Precision Instrumentation, University of Science and Technology of China, 2Key Laboratory of Precision Scientific Instrumentation of Anhui Higher Education Institutes, University of Science and Technology of China, 3Department of Biomedical Engineering, The Ohio State University

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Spin-Beschichtung, Polyjet-Druck und Sicherungsabscheidungsmodellierung sind integriert, um mehrschichtige heterogene Phantome zu produzieren, die strukturelle und funktionelle Eigenschaften von biologischem Gewebe simulieren.

Zusammenfassung

Die biomedizinische optische Bildgebung spielt eine wichtige Rolle bei der Diagnose und Behandlung verschiedener Krankheiten. Die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit eines optischen Bildgebungsgeräts wird jedoch stark von den Leistungsmerkmalen seiner Komponenten, der Testumgebung und den Vorgängen beeinflusst. Daher ist es notwendig, diese Geräte nach rückverfolgbaren Phantomstandards zu kalibrieren. Die meisten der derzeit verfügbaren Phantome sind jedoch homogene Phantome, die keine multimodalen und dynamischen Eigenschaften des biologischen Gewebes simulieren können. Hier zeigen wir die Herstellung heterogener gewebesimulierender Phantome anhand einer Produktionslinie, die ein Spin-Beschichtungsmodul, ein Polyjet-Modul, ein FDM-Modul (FUSED Deposition Modeling) und ein automatisches Steuerungsframework integriert. Die Strukturinformationen und die optischen Parameter eines "digitalen optischen Phantoms" werden in einer Prototypdatei definiert, in die Produktionslinie importiert und Schicht für Schicht mit sequentiellem Wechsel zwischen verschiedenen Druckmodalitäten hergestellt. Die technische Leistungsfähigkeit einer solchen Produktionslinie wird durch den automatischen Druck von hautsimulierenden Phantomen veranschaulicht, die die Epidermis, Dermis, subkutanes Gewebe und einen eingebetteten Tumor umfassen.

Einleitung

Die biomedizinische optische Bildgebung stellt eine Familie medizinischer Bildgebungsinstrumente dar, die Krankheiten und Gewebeanomalien auf der Grundlage von Lichtwechselwirkungen mit biologischem Gewebe erkennen. Im Vergleich zu anderen bildgebenden Modalitäten wie Magnetresonanztomographie (MRT) und Computertomographie (CT) nutzt die biomedizinische optische Bildgebung die nichtinvasive Messung von strukturell, funktionellen und molekularen Gewebeeigenschaften mit kostengünstigen und tragbaren Geräten1,2,3,4. Trotz ihrer Überlegenheit in den Kosten und der Übertragbarkeit ist die optische Bildgebung für die klinische Diagnose und therapeutische Beratung jedoch nicht allgemein anerkannt, was teilweise auf die schlechte Reproduzierbarkeit und das Fehlen einer quantitativen Kartierung zwischen optischen und biologischen Parametern zurückzuführen ist. Der Hauptgrund für diese Einschränkung ist das Fehlen rückverfolgbarer Standards für die quantitative Kalibrierung und Validierung biomedizinischer optischer Bildgebungsgeräte.

In der Vergangenheit wurden eine Vielzahl von gewebesimulierenden Phantomen für die biomedizinische optische Bildgebungsforschung in verschiedenen Gewebetypen entwickelt, wie Gehirn5,6,7, Haut8,9,10,11,12, Blase13und Brustgewebe14,15,16,17. Diese Phantome werden in erster Linie durch eines der folgenden Herstellungsverfahren hergestellt: 1) Spinbeschichtung10,18 (zur Simulation homogenen und dünnschichtigen Gewebes); 2) Formung19 (zur Simulation von sperrigem Gewebe mit geometrischen Merkmalen); und 3) dreidimensionaler (3D) Druck20,21,22 (zur Simulation von mehrschichtigem heterogenem Gewebe). Haut-Phantome, die durch Formen erzeugt werden, sind in der Lage, die optischen Eigenschaften des Hautgewebes zu imitieren, können aber die seitlichen optischen Heterogenitäten nicht simulieren19. Bentz et al. verwendeten ein zweikanaliges FDM 3D-Druckverfahren, um verschiedene optische Eigenschaften des biologischen Gewebes nachzuahmen23. Die Verwendung von zwei Materialien kann jedoch die optische Heterogenität und Anisotropie des Gewebes nicht ausreichend simulieren. Lurie et al. schufen ein Blasen-Phantom für optische Kohärenztomographie (OCT) und Zystoskopie durch die Kombination von 3D-Druck und Spin-Beschichtung13. Heterogene Merkmale des Phantoms, wie Blutgefäße, mussten jedoch von Hand bemalt werden.

Unter den oben genannten Phantomfertigungsprozessen bietet der 3D-Druck die größte Flexibilität bei der Simulation der strukturellen und funktionellen Heterogenitäten von biologischem Gewebe. Viele biologische Gewebetypen, wie z. B. Hautgewebe, bestehen jedoch aus mehrschichtigen und mehrskalienierten Komponenten, die durch einen einzigen 3D-Druckprozess nicht effektiv dupliziert werden können. Daher ist die Integration mehrerer Fertigungsprozesse notwendig. Wir schlagen eine 3D-Druck-Produktionslinie vor, die mehrere Fertigungsprozesse für die automatische Herstellung von mehrschichtigen und mehrskalienigen Gewebesimulationsphantomen als rückverfolgbaren Standard für die biomedizinische optische Bildgebung integriert(Abbildung 1). Obwohl Spincoating, Polyjet-Druck und FDM in unserer 3D-Druck-Produktionslinie automatisiert sind, behält jede Modalität die gleichen funktionalen Eigenschaften wie die etablierten Prozesse. Daher bietet dieses Papier eine allgemeine Richtlinie für die Herstellung von mehrskaligen, vielschichtigen und heterogenen Gewebesimulations-Phantomen, ohne dass die physische Integration mehrerer Prozesse in einem einzigen Gerät erforderlich ist.

figure-introduction-1
Abbildung 1: Das CAD-Diagramm der 3D-Druckfertigungslinie. (A) Die 3D-Druck-Produktionslinie mit der obersten Schale entfernt. (B) Der Schaltplan des Spin-Beschichtungsmoduls und des mechanischen Handmoduls. (C) Der Schaltplan des Polyjet-Druckmoduls. (D) Der Schaltplan des FDM-Druckmoduls (die UV-Lampe gehört zum Polyjet-Druckmodul). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Protokoll

1. Vorbereiten von Materialien für den 3D-Druck

HINWEIS: Unsere optische Phantomproduktionslinie verwendet eine Vielzahl von Druckmaterialien, um die strukturellen und funktionellen Heterogenitäten des biologischen Gewebes zu simulieren. Die Auswahl der Druckmaterialien hängt auch von den Herstellungsprozessen ab.

  1. Materialaufbereitung für den Spinbeschichtungsdruck
    1. Fügen Sie 100 mg Titandioxidpulver (TiO2) pulver in ein Becherglas mit 100 ml Stereolithographie (SLA) Photopolymerharz.
    2. Die Mischung im Becher glasen 30 min auf einem Magnetrührer.
    3. Versiegeln Sie den Becher mit Tinfoil und beschallen Sie ihn 15 min lang in einer Ultraschallmaschine.
    4. Vakuumieren Sie das Material 10 min und laden Sie es in die Speicherspritze des Geräts.
  2. Materialaufbereitung für den Polyjetdruck
    1. 17,56 g 2-Hydroxy-2-methylpropiophenon (1-Hydroxycyclohexylphenylketon) in das Becherglas geben, das 80 g Triethylenglykoldimethacrylat enthält, um 18% (w/w) Material zu erhalten.
    2. Versiegeln Sie den Becher mit Tinfoil und beschallen Sie ihn 15 min lang in einer Ultraschallmaschine.
    3. Nehmen Sie 20 ml der Mischung heraus und fügen Sie 5 mg des öllöslichen chinesischen roten Farbstoffs hinein. Wiederholen Sie Schritt 1.2.2.
    4. Vakuumieren Sie alle Materialien, laden Sie die Lösung mit Farbstoff in die Patronen für den Y (Gelb) Kanal, und laden Sie die reine Lösung in die Patronen für den K (Black) Kanal.
  3. Materialaufbereitung für fDM-Druck
    1. 200 g Gelwachs in jeden der drei Becher geben und dann auf einem Magnetrührer auf 60 °C erhitzen.
    2. Fügen Sie 600 mg TiO2 Pulver in den ersten Becher. Fügen Sie 80 mg Graphitpulver in das zweite.
    3. Das mit TiO2 vermischte Gelwachs und das Gelwachs mit Graphitpulver in verschiedenen Bechern 30 min auf dem Magnetrührer rühren.
    4. Die drei verschiedenen Materialien 2 min absaugen und vor der Erstarrung in den Extruder des Hybrid-Dreidüsenmoduls laden.

2. Vorbereiten von Computermodellen für den multimodalen 3D-Druck

HINWEIS: Das heterogene Hautgewebe wird in drei Schichten vereinfacht: Epidermis, Dermis und Subkutangewebe. Die Epidermisschicht wird durch Spinbeschichtung unter Verwendung des in Schritt 1.1 eingeführten Materials hergestellt. Die Dermisschicht wird im Polyjet-Druck mit dem in Schritt 1.2 eingeführten lichtempfindlichen Polymer hergestellt. Die subkutane Gewebeschicht wird von FDM unter Verwendung des in Schritt 1.3 eingeführten Materials hergestellt. Zur Steuerung der oben genannten Fertigungsprozesse wird eine CAD-Datei (Computer Aided Design) mit unterschiedlichen Druckparametern generiert.

  1. Design eines digitalen optischen Phantoms für die Haut
    1. Entwerfen Sie das Hautphantom mit den folgenden drei Schichten: einer Epidermisschicht von 100 m Dicke, einer Dermisschicht von 400 m Dicke und einem subkutanen Gewebe von 1 cm Dicke.
    2. Zeichnen Sie ein Tumormodell mit einem 3D-Modellierungssoftwarepaket (z. B. Solidworks) (Abbildung 5A).
  2. Parametereinstellung für Spinbeschichtung
    1. Legen Sie die Parameter der Drehgeschwindigkeit und -dauer in der Steuerungssoftware des Druckgeräts fest. Die erste Stufe der Spinbeschichtungsgeschwindigkeit, die in dieser Demonstration verwendet wird, beträgt 200 Umdrehungen pro min (Rpm), die Spin-Beschichtungszeit beträgt 20 s, die Geschwindigkeit in der zweiten Stufe der Spin-Beschichtung 1.000 U/min und die Spinbeschichtungszeit 40 s.
    2. Stellen Sie die Menge des Spinbeschichtungsmaterials auf 3 ml und die Lichthärtungszeit auf 180 s in der Steuerungssoftware fest.
  3. Erstellung der Quelldatei für den Polyjet-Druck
    1. Importieren Sie das zu druckende Blutgefäßbild in das AcroRIP Color Softwarepaket und legen Sie die Parameter (Druckposition und Tintenstrahlmenge) entsprechend der Beziehung zwischen den optischen Parametern der gedruckten Phantome und den Bildeigenschaften fest. In diesem gedruckten Blutgefäßbild wird der K-Kanal mit einem transparenten fotohärtlichen Material und der Y-Kanal mit einem fotohärierbaren Material beladen, das mit chinesischem rotfärbendem Farbstoff vermischt ist.
    2. Generieren Sie eine ".prn"-Datei mit Für den 3D-Druck definierten Parametern.
  4. Vorbereitung von G-Code für fDM-Druck
    1. Zeichnen Sie ein Frustummodell mit einem 3D-Mapping-Softwarepaket (z. B. Solidworks), um einen Tumor zu simulieren.
    2. Importieren Sie die Datei ".stl" des Tumormodells in ein Cura-Softwarepaket, das mit einem All-in-One-Düsen-Slicing-Skript installiert ist.
    3. Schneiden Sie das Modell auf, um den G-Code zu generieren, der für den Druck erforderlich ist.
  5. Laden der Dokumente in die Drucksteuerungssoftware
    1. Klicken Sie in der Menüleiste auf das Menüelement"Datei",wählen Sie das Untermenü"UV-Druckdatei importieren"aus, und laden Sie die in Schritt 2.3 eingeführten UV-Druckdateien ".prn".
    2. Laden Sie den in Schritt 2.4 generierten G-Code wie in Schritt 2.5.1 in die Drucksteuerungssoftware.
    3. Klicken Sie auf die Schaltfläche Drucken starten, um den automatisierten 3D-Druckvorgang zu starten.

3. Drucken der Haut Epidermis Schicht Phantomkomponente durch Spin-Beschichtung

HINWEIS: Das Spin-Beschichtungsmodul besteht hauptsächlich aus drei Teilen: 1) einem Spincoater; 2) einen Klebstoffspender; und 3) eine UV-Lampe.

  1. Bewegen Sie das Substrat auf der Ladestation mit einer mechanischen Hand auf die Probenstufe des Spincoaters. Starten Sie die Vakuumpumpe, um das Substrat durch Adsorption zu fixieren.
  2. Der Klebstoffspender steuert die Spritze, um das in Schritt 2.2.2 eingeführte Material in der Mitte des Substrats zu tropfen.
  3. Der Spincoater beginnt nach den eingestellten Geschwindigkeits- und Zeitparametern zu arbeiten.
  4. Setzen Sie die UV-Lampe (Wellenlänge: 395 nm) ab und schalten Sie sie für 180 s ein.
  5. Heben Sie die UV-Lampe an, schalten Sie den Spincoater aus, und drucken Sie die Hautepidermis-Schicht.

4. Drucken der Hautdermisschicht Phantomkomponente durch Polyjetting

HINWEIS: Das Polyjet-Druckmodul besteht aus einer piezoelektrischen Inkjet-Düse, einer dreidimensionalen mobilen Plattform, einem Bedienfeld und einer UV-Lampe (Quecksilberlampe). Als Matrix werden das lösemittelbasierte photohärierbare Material, Absorptionsmaterial und Streumaterial verwendet. Unterschiedliche optische Parameter werden durch Sprühmaterial in unterschiedlichen Proportionen in verschiedenen Regionen ermittelt. Schließlich wird das Dermis-Layer-Phantom Schicht für Schicht gedruckt und ausgehärtet.

  1. Bewegen Sie das Substrat auf die mobile 3D-Plattform und öffnen Sie das Saugventil, um das Substrat auf der Plattform zu adsorbieren.
  2. Die mobile 3D-Plattform hält das Substrat an die Ausgangsposition des UV-Druckers.
  3. Schieben Sie den Tintenstrahldrucker durch den Zylinder in die Arbeitsposition, und der Tintenstrahldrucker arbeitet die Zeit, die in der vom Hostcomputer gesendeten Datei ".prn" angegeben ist. Hier bei der Bewegung der mobilen Y-Achsen-Plattform wird das Papiereinzugssignal des Tintenstrahldruckers verwendet.
  4. Der Tintenstrahldrucker druckt die in Schritt 2.5.1 entworfene Schicht und der Zylinder schiebt den Tintenstrahldrucker zurück in die ursprüngliche Position. Die Y-Achse der 3D-Bewegungsplattform, die mit dem Substrat platziert ist, wird initialisiert, indem sie in ihre Ausgangsposition bewegt wird.
  5. Das Substrat bewegt sich 50 mm in die positive Richtung der Y-Achse. Die UV-Lampe wird vom Zylinder nach unten gedrückt (10 mm über dem Substrat).
  6. Schalten Sie die UV-Lampe für 180 s entsprechend der Aushärtungszeiteinstellung ein.
  7. Schieben Sie die UV-Lampe mit dem Zylinder in die Ausgangsposition. Die Y-Achse der mit dem Substrat platzierten mobilen 3D-Plattform wird initialisiert und in ihre Ausgangsposition zurückgeführt.
  8. Bewegen Sie die mobile 3D-Plattform mit Substrat um 0,1 mm entlang der Z-Achse nach unten.
  9. Wiederholen Sie die Schritte 4.1–4.8, um die nächste Ebene zu drucken, bis der Mehrschichtdruck abgeschlossen ist.

5. Drucken der subkutanen Gewebe-Phantomkomponente durch FDM

HINWEIS: Das FDM-Modul besteht aus einem Hybrid-Drei-Kopf-Modul, einem Einkopfmodul und einer mobilen 3D-Plattform. Das Gelwachs, das absorbierende Material und das Streumaterial werden als Rohstoffe verwendet, um ein Phantom zu simulieren, das subkutanes Gewebe/Tumor simuliert. Das Gelwachs wird im Futter erhitzt und geschmolzen. Gleichmäßig durch den Extrusionskopf gerührt, wird es extrudiert, um die letzten Phantome mit den gewünschten optischen Parametern zu drucken.

  1. Schalten Sie die Heizleistung des Düsenmoduls ein und stellen Sie die Temperatur auf 60 °C ein.
  2. Bewegen Sie die Mischdüse in die Arbeitsposition, indem Sie den Zylinder drücken.
  3. Das FDM-Modul empfängt die vom Hostcomputer gesendeten G-Codebefehle, und die Mischdüse wird auf 68 °C erhitzt.
  4. Schalten Sie den Rührmotor ein und mischen Sie die Materialien gut.
  5. Initialisieren Sie die mobile 3D-Plattform und die XYZ-Achsen bewegen sich in die Ausgangsposition.
  6. Der Druckvorgang wird nach den G-Codebefehlen ausgeführt. In einem Schicht-für-Schicht-Druckverfahren werden die Materialien proportional zum Mischungsverhältnis extrudiert, das die optischen Parameter des Phantoms in jeder Schicht bestimmt. Der Druck wird fortgesetzt, bis der subkutane Gewebeteil oder der Tumorteil vollständig gedruckt ist.
  7. Bewegen Sie das Mischdüsenmodul in die Ausgangsposition, indem Sie den Zylinder drücken.
    VORSICHT: Da Graphitpulver eine starke Lichtabsorption aufweist, muss es so gleichmäßig wie möglich gemischt werden, um Veränderungen der optischen Parameter zu vermeiden, die durch Aggregation induziert werden. TiO2 Pulver von großer Partikelgröße leicht ausfällt und beeinflusst Material Platzierung Genauigkeit, so ist es notwendig, es vollständig zu mischen. TiO2 sollte ersetzt werden, wenn es für eine lange Zeit gelagert wird.

6. Verschieben des Substrats zurück zur Verladestation

  1. Initialisieren Sie die mobile 3D-Plattform, und verschieben Sie die XYZ-Achse in die Ausgangsposition. Verschieben Sie die mobile 3D-Plattform an den Übergabeort.
  2. Bewegen Sie die mechanische Hand in die Position über dem Substrat, indem Sie den Zylinder drücken.
  3. Nehmen Sie das Substrat auf und bewegen Sie es mit der mechanischen Hand über die Ladestation. Legen Sie das Substrat auf die Verladestation und vervollständigen Sie den automatisierten Druck.

7. Gießen der subkutanen Gewebeschicht Phantomkomponente durch Formen

HINWEIS: Wenn das Tumormodell für das Phantom entworfen ist, wird es notwendig sein, das gesamte Phantom zu werfen, indem das Polydimethylsiloxan (PDMS) außerhalb des Tumors gegossen wird. Die Schritte 7.1–7.3 sind für das FDM-Modul nicht erforderlich, um subkutane Gewebeschichten ohne Tumor zu drucken.

  1. Drücken Sie auf ein Substrat mit einer 3D-gedruckten rechteckigen Form.
  2. Gießen Sie flüssiges PDMS in die Form.
  3. Das Substrat in einen Inkubator geben und bei 60 °C für 2 h lagern.
  4. Entfernen Sie das Phantom aus dem Substrat.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Ergebnisse

Phantom hergestellt durch Spin-Beschichtung
Die Spin-Beschichtung verteilt die Tröpfchen gleichmäßig auf dem Substrat, indem sie den Plattenspieler dreht, und eine einzelne Schicht des ursprünglichen Körpers wird nach dem Aushärten hergestellt. Die Drehgeschwindigkeit des Substrats und die Drehzeit beeinflussen nicht nur die Oberflächenqualität des Phantoms, sondern bestimmen auch die Dicke jeder Schicht des Phantoms. Phantome unterschiedlicher Dicke können durch sich wiederholende Spinbeschichtung Sc...

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Diskussion

Bei der Herstellung des mehrschichtigen Phantoms ist das für die Spinbeschichtung verwendete Material eine Art lichthärtendes Material anstelle von PDMS. Die Zwischenschicht wird mit dem Polyjet-Druckverfahren gedruckt, bei dem das lichthärtende Harz als Rohstoff verwendet wird. Obwohl dünne PDMS-Phantome nach Zugabe von Tert-Butyl-Alkohol durch Spin-Beschichtung hergestellt werden können, kann eine PDMS-Schicht beim Polyjet-Druck nicht effektiv an das lichthärtende Material binden. Deshalb haben wir uns für das lichthär...

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Offenlegungen

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Danksagungen

Die Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11002139 und 81327803) und den Fundamental Research Funds for the Central Universities unterstützt. Wir danken Zachary J. Smith von der University of Science and Technology für die Audio-Voiceover.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
2-Hydroxy-2-methylpropiophenonAladdinH110280-500gLichtinitiator
http://www.aladdin-e.com/
3D-DrucksteuerungssystemUSTCUSTC-3DPrinter_control1.0custom-made
github:
https://github.com/macanzhen/
3D-DrucksystemUSTCUSTC-3DPrinter1.0maßgeschneidertes
AcroRip colorHuman PlusAcroRip v8.2.6
.github:
https://github.com/macanzhen/
Chinesischer roter FarbstoffJuentsÖllöslicher
CuraUltimakerCura_15.04.6
.LP-Schmelzpunkt: 56 ° C
GraphitAladdinG103922-100gOptische Absorptionsparameter des Objekts ändern
http://www.aladdin-e.com/
PDMSDow Corning184
TitandioxidALDRICH24858-100G347 nm
TriethylenglykoldimethacrylatAladdinT101642-250mlPhotogehärtetes Monomer
http://www.aladdin-e.com/
UV Tinte SLA Photopolymer Resintime80sRESIN-Ahttp://www.time80s.com/zlxz
All-in-one Düsen-Slicing-Skript Shenzhen CBD Technology Co.,Ltd Gelwachs Shanghai Lida Industry Co.,ltd

Referenzen

  1. Lu, G., Fei, B. Medical hyperspectral imaging: a review. Journal of Biomedical Optics. 19 (1), 010901(2014).
  2. Wang, K., et al. Development of a non-uniform discrete Fourier transform based high speed spectral domain optical coherence tomography system. Optics Express. 17 (14), 12121-12131 (2009).
  3. Zhao, H., Gao, F., Tanikawa, Y., Homma, K., Yamada, Y. Time-resolved diffuse optical tomographic imaging for the provision of both anatomical and functional information about biological tissue. Applied Optics. 44 (10), 1905-1916 (2005).
  4. Ding, Z., Ren, H., Zhao, Y., Nelson, J. S., Chen, Z. High-resolution optical coherence tomography over a large depth range with an axicon lens. Optics Letters. 27 (4), 243-245 (2002).
  5. Iida, H., et al. Three-dimensional brain phantom containing bone and grey matter structures with a realistic head contour. Annals of Nuclear Medicine. 27 (1), 25-36 (2013).
  6. Mobashsher, A. T., Abbosh, A. Three-dimensional human head phantom with realistic electrical properties and anatomy. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 13, 1401-1404 (2014).
  7. Li, J. B., et al. A new head phantom with realistic shape and spatially varying skull resistivity distribution. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 61 (2), 254-263 (2013).
  8. Bykov, A., et al. Multilayer tissue phantoms with embedded capillary system for OCT and DOCT imaging. Life Sciences. (International Society for Optics and Photonics). , 73760(2011).
  9. Bykov, A. V., Popov, A. P., Priezzhev, A. V., Myllylä, R. Skin phantoms with realistic vessel structure for OCT measurements in Laser Applications. European Conference on Biomedical Optics. , Optical Society of America. 80911(2010).
  10. Park, J., et al. Fabrication of double layer optical tissue phantom by spin coating method: mimicking epidermal and dermal layer. Design and Performance Validation of Phantoms Used in Conjunction with Optical Measurement of Tissue V. , International Society for Optics and Photonics. 85830(2013).
  11. Wróbel, M. S., et al. Use of optical skin phantoms for preclinical evaluation of laser efficiency for skin lesion therapy. Journal of Biomedical Optics. 20 (8), 085003(2015).
  12. Sheng, S., Wu, Q., Han, Y., Dong, E., Xu, R. Fabricating optical phantoms to simulate skin tissue properties and microvasculature. Design and Performance Validation of Phantoms Used in Conjunction with Optical Measurement of Tissue Vii. , International Society for Optics and Photonics. 932507(2015).
  13. Lurie, K. L., Smith, G. T., Khan, S. A., Liao, J. C., Ellerbee, A. K. Three-dimensional, distendable bladder phantom for optical coherence tomography and white light cystoscopy. Journal of Biomedical Optics. 19 (3), 36009(2014).
  14. Hahn, C., Noghanian, S. Heterogeneous breast phantom development for microwave imaging using regression models. Journal of Biomedical Imaging. 2012, 6(2012).
  15. Ansari, M. A., Mohajerani, E. Estimation of optical abnormalities in breast phantom by diffuse equation. Optik-International Journal for Light and Electron Optics. 125 (20), 5978-5981 (2014).
  16. Roman, M., Gonzalez, J., Carrasquilla, J., Erickson, S. J., Godavarty, A. A Gen-2 Hand-Held Optical Imager: Phantom and Preliminary in-vivo Breast Imaging Studies. 29th Southern Biomedical Engineering Conference. , 103-104 (2013).
  17. Michaelsen, K. E., et al. Anthropomorphic breast phantoms with physiological water, lipid, and hemoglobin content for near-infrared spectral tomography. Journal of Biomedical Optics. 19 (2), 026012(2014).
  18. Park, J., et al. Optical tissue phantoms based on spin coating method. Design and Performance Validation of Phantoms Used in Conjunction with Optical Measurement of Tissue VII. , International Society for Optics and Photonics. 93250(2015).
  19. Mustari, A., et al. Agarose-based tissue mimicking optical phantoms for diffuse reflectance spectroscopy. Journal of Visualized Experiments. (138), e57578(2018).
  20. Luciano, N. J., et al. Utilizing 3D printing technology to merge MRI with histology: A protocol for brain sectioning. Journal of Visualized Experiments. (118), e54780(2016).
  21. Dong, E., et al. Three-dimensional fuse deposition modeling of tissue-simulating phantom for biomedical optical imaging. Journal of Biomedical Optics. 20 (12), 121311(2015).
  22. Beltrame, E. D. V., et al. 3D Printing of Biomolecular Models for Research and Pedagogy. Journal of Visualized Experiments. (121), e55427(2017).
  23. Bentz, B. Z., Chavan, A. V., Lin, D., Tsai, E. H., Webb, K. J. Fabrication and application of heterogeneous printed mouse phantoms for whole animal optical imaging. Applied Optics. 55 (2), 280-287 (2016).
  24. Liu, G., et al. Fabrication of a multilayer tissue-mimicking phantom with tunable optical properties to simulate vascular oxygenation and perfusion for optical imaging technology. Applied Optics. 57 (23), 6772-6780 (2018).

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Nachdrucke und Genehmigungen

Tags

Gewebesimulierende PhantomeSpin-CoatingPolyJet-DruckFused Deposition ModelingHerstellung von Hautphantomenheterogene GewebemodelleHerstellung optischer PhantomeSchicht-für-Schicht-DruckIntegration additiver Fertigung
Multimodaler 3D-Druck von Phantomen zur Simulation von biologischem Gewebe
Kontaktieren Sie uns
Der Bibliothek empfehlen

Datenschutz

Nutzungsbedingungen

Richtlinien

Urheberrecht © 2026 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten.