교육에서의 혼합 현실 기술 및 3차원 인쇄: 심장 해부학을 예로 들 수 있습니다.

이 연구는 의대생의 교육 세션에서 Microsoft HoloLens와 함께 CarnaLife Holo 애플리케이션을 사용하여 학습 경험을 개선하기 위해 고화질 3D 프린팅 모델 및 심장 홀로그램을 개발하여 혼합 현실을 해부학 교육에 통합하는 데 중점을 둡니다. 전 세계 연구자들은 의학 교육 및 임상 실습에서 혼합 현실을 포함하여 3D 프린팅 및 몰입형 기술의 잠재력을 점점 더 인식하고 있습니다. 지속적인 발전과 광범위한 채택은 의료 혁신의 미래에 중추적인 변화를 의미합니다.

본 연구의 목적은 해부학 교육뿐만 아니라 정형외과 및 근골격계 외상 수술을 포함한 의학 분야 전반에 걸친 일상적인 임상 실습에서도 혼합현실의 적용 확대를 탐색하여 진단 정밀도와 수술 계획을 향상시키는 것입니다. 시작하려면 3D 슬라이서 버전 5.6.0을 열고 데이터 모듈로 이동합니다. 데이터 추가를 클릭하고 DICOM 형식의 환자별 CT 이미지를 선택합니다.

슬라이스 뷰어에서 축, 시상 및 관상 보기를 검사하여 이미지의 품질을 평가합니다. 심근과 심실을 구별할 수 있는 충분한 대비를 확인하십시오. 이제 세그먼트 편집기 모듈로 이동하고 추가 를 클릭하여 새 세그멘테이션을 만듭니다.

세분화 도구에서 임계값을 선택합니다. 심근과 심실을 정확하게 분리하기 위해 하한 및 상한 임계값을 설정합니다. 슬라이더를 사용하거나 값을 입력하여 범위를 조정하여 올바른 해부학적 구조가 제대로 캡처되도록 합니다.

임계값 기반 분할을 적용한 후 분할된 모델을 축, 시상 및 관상 보기로 검사하여 심근 및 심실이 올바르게 캡처되었는지 확인합니다. 누락된 영역이 있는 경우 세그먼트 편집기 모듈의 페인트 도구를 사용하여 누락된 영역을 추가합니다. 임계값으로 제대로 캡처되지 않은 영역에 세분화를 신중하게 추가합니다.

특히 작거나 복잡한 영역에서 정밀도를 높이려면 필요에 따라 브러시 크기를 조정하세요. 마찬가지로 분할에 원치 않는 조직이나 아티팩트가 있는 경우 지우기 도구를 사용하여 제거합니다. 더 큰 잘못된 영역의 경우 가위 도구를 사용하여 효율적으로 잘라냅니다.

필요한 모든 수정이 완료되면 분할을 검토하여 심근이 누락되거나 추가 영역 없이 완전히 분할되고 원치 않는 연결 없이 심실이 올바르게 정의되었는지 확인합니다. 적용을 클릭하여 세그멘테이션을 완료합니다. 심근과 심실에 대한 STL 파일을 개별적으로 내보내려면 분할로 이동한 다음 파일로 내보내기로 이동한 다음 STL 형식을 선택합니다.

다음으로 심근과 심실을 최적화하려면 Meshmixer를 열고 파일로 이동한 다음 가져옵니다. 심근과 심장 챔버 모두에 대한 STL 파일을 로드합니다. 두 모델이 올바르게 정렬되어 작업 공간에 표시되는지 확인합니다.

각 모델을 선택하고 편집으로 이동한 다음 솔리드로 만듭니다. 솔리드 정확도 슬라이더를 조정하여 디테일과 메쉬 안정성의 균형을 맞춥니다. 작업을 적용하고 모델이 그대로 유지되는지 확인합니다.

해부학적 세부 사항을 보존하기 위해 솔리드 유형 정확도를 선택하십시오. 이제 선택 도구를 사용하여 원치 않는 작은 아티팩트를 강조 표시하고 편집을 사용하여 삭제한 다음 삭제합니다. 필요한 경우 탐색하여 선택한 다음 수정, 지우기 및 채우기를 수행하거나 브러시를 사용하여 중단된 영역을 재구성합니다.

3D 프린팅을 위해 모델을 최적화하려면 표면이 불규칙한 영역을 선택합니다. 변형을 클릭한 다음 매끄럽게 클릭합니다. 반복적으로 적용하십시오.

표면 불규칙성의 심각도에 따라 부드러운 강도 슬라이더를 조정합니다. 다음으로, 심근과 심실을 병합하려면 편집, 부울 차이로 이동하여 두 모델을 모두 선택합니다. 작업이 내부 구멍이나 겹치는 표면을 만들지 않고 구조물을 성공적으로 결합하는지 확인하십시오.

병합 및 구체화가 완료되면 파일로 이동한 다음 내보내기로 이동합니다. 최종 통합 모델을 STL 형식으로 저장하여 슬라이싱 및 3D 프린팅이 준비되었는지 확인합니다. 혼합 현실 시각화는 CT 데이터의 대화형 동적 표현을 제공하여 심장 구조를 실시간으로 조작할 수 있게 했습니다.

그러나 과도하게 분할되면 표면 렌더링이 부정확해져 내부 해부학적 세부 사항이 왜곡되었습니다. 볼륨 렌더링 기술을 통해 다양한 조직 밀도를 시각화할 수 있어 해부학적 세부 인식이 향상되었습니다. 이 접근 방식을 통해 분할만으로는 불충분한 복잡한 구조를 더 잘 구별할 수 있었습니다.