現代のプラスチック押出成形と印刷技術を使用して、それは迅速かつ安価に実験室で撮影、X線CTデータの物理的なモデルを生成することが可能になりました。断層データの3次元印刷は現在、前臨床イメージング·コミュニティーによってアクセスすることができる強力な可視化、調査、および教育ツールです。
三次元印刷は、添加剤の製造と呼ばれるプロセスを通じて、非常に詳細なオブジェクトの生成を可能にする。モデルや部品を作成するための伝統的な、金型注入方法は、いくつかの制限があり、その中で最も重要なのは、タイムリーに、費用対効果の高い方法で、非常に複雑な製品を作ることが困難であることである。1ただし、3次元印刷技術は徐々に改善がもたらした今ではカスタマイズされたモデルの容易な生産のための使用可能な両方のハイエンドと経済楽器インチ2これらのプリンタは、正確には前臨床X線CTスキャナから生成された体内画像で表現するのに十分な詳細で押し出す高解像度のオブジェクトへの能力を持っている。適切なデータの収集、表面レンダリング、そして造形の編集と、それは急速に、X線CTデータからの詳細な骨格や軟部組織の構造を生成することが可能になり、安価である。でも、開発の初期段階でリーメントは、可視化の習熟度を向上させる技術を利用することができます両方の教育者や研究者への3次元印刷の魅力によって生成解剖モデル図3、図4は、このメソッドの結果の本当の利点は、有形の経験から、研究者ができないデータとすることができます適切にコンピュータの画面を介して搬送。被験者の正確なコピーである物理オブジェクトへの前臨床3Dデータの変換は、特に学生、または他の分野のものにイメージング研究に関連するため、可視化、コミュニケーションのための強力なツールです。ここでは、X線CT由来骨や臓器の構造のプラスチックモデルを印刷するための詳細な方法はPMOD、ImageJは、Meshlab、Netfabb、とReplicatorGソフトウェアパッケージと一緒にAlbira X線CTシステムを利用してスキャンしています。
X線CTデータは、リビングLobund-Wistarラット及び ex vivoニュージーランドホワイトウサギの頭蓋骨のセット前臨床生物学的データからの3次元物体の製造の実現可能性を実証するために利用された。 1)人気のあるMakerbotレプリケータ、2)第三者会社Shapewaysの株式会社、3)高品位な商業挙HD 3000:モデルは、3つの異なるソースを使用して生成された。各プリンタには、高度なデータ可視化の原則の目標を満足するオブジェクトを生成することができました。
前臨床CTデータの印刷処理中に、印刷の各方法の利点と欠点が確認されたと、エンドユーザーのためにまとめ。 MakerBot Replicatorは世界中で事実上すべてのラボにアクセス可能である安価な(1750ドル)ベンチトップ·ソリューションです。これは、安価な入力(プラスチックで約3.50ドルを使用し、肺を持つラットCT)を使用して複数の色で印刷することができます。しかし、Makerbotは、分解能によって制限されるしたがって、一部のモデルには、適切な押出及び意図された構造の可視化のために拡大されなければならないでしょう。 Shapewaysのインクは色や素材に関する選択の傑出した数を提供します。モデルは、高分解能、堅牢です。その価格は原単位でMakerBot(肺ラットのCTは41.61ドルだった)よりも10倍程度であるが、ユーザはジョブの数が限られて実行し、プリンタをお買い上げの先行コストを回避することができます。 Shapewaysのから2週間のリードタイムは、マイナーな欠点である。挙HD 3000は、分解能と強度の面で傑出したモデルを提供した。我々はノートルダム(人件費や材料の肺を持つラットのCTの約30ドル)でイノベーションパークにおける挙HD 3000の私たちのオブジェクトの印刷を縮小するのに十分幸運だった。ユーザーは、それらが$ 80,000の範囲で値を付けられるようにこのタイプの装置へのアクセスの難しさがあるかもしれません、そしてそれは同様に複数の色を使って印刷するのは面倒です。以来、各インストゥルメント/製造オブジェクトの印刷の解像度を記述するために別々のメトリックを提供します(詳細のShapewaysの最低レベル= 0.2ミリメートル、最小肉厚= 0.7ミリメートル、5 MakerBotスライス厚0.4mmのノズルを用い= 0.2〜0.3ミリメートル、6挙HD 3000 DPI = 656 0.025〜0.05ミリメートルの精度を持つx 656×800)、各システムとの間の相対的な解像度の定性評価は、いくつかのオブジェクトを正しく利用するために拡大しなければならないとしながらShapewaysの挙HDシステムの両方が、スケールに高詳細に印刷できることを示唆しているMakerBot。総称して、すべての3つの方法は、環境に優しく、非常に詳細な前臨床X線CTモデルの容易な生産を実現するための便利な手段を提供します。
結論
徐々に、3Dプリントの技術は、コストと複雑さの両方が最小化されているなど、よりアクセスできるようになった。8,9さて、文字通り誰もが掘るから高解像度、3次元オブジェクトを印刷することができますイタルファイル。これらの詳細な3次元オブジェクトは、同様に教育者や研究者の両方のための有用なツールであることができます。さらに、彼らは明確な理解を達成することを助ける視覚的なコミュニケーションの手段を提供します10例えば、医学研究者が同僚や患者とのコミュニケーションと理解の両方を向上させるためには標本や患者固有のモデルを使用することができます11の 2D画面上の表現がありますが長い道のりを歩いて、、、回転を開催し検討し、移動することができます、実際のオブジェクトを保持しての視覚的および感覚的な体験に代わる機能は絶対にありません。それは研究者が関心のある領域のための物理的なオブジェクトを調べるために、さらに定量分析のためのコンピュータモデルにそれらの領域を見つけることができるように、電子データ表現とペアモデルには、さらに強力です。適切なデータの収集、表面レンダリング、そして造形の編集と、それは急速に詳細な、relatiを製造することが可能であるX線CTデータからvely安価なモデル。ここでは、X線マイクロCTで収集前臨床小動物データから3次元モデルの生産のためのステップ法による詳細なステップを提供します。我々 は 、in vivo および ex vivo CTデータAlbiraイメージステーションを使用して設定し、当社を買収し、PMOD、ImageJは、MeshlabとNetfabb·ソフトウェア·パッケージに、後続の処理を行った。最後に、我々は商用ソリューションの範囲で3次元モデルの印刷を可能にするための詳細な手順を説明しています。それぞれのケースでは、最終的な結果は、通常、コンピュータの画面に限定されている取得した断層データの一意の、ハンドヘルド、物理的な症状を提供するモデルです。
The authors have nothing to disclose.
我々は温かく、このプロジェクトへの財政支援のためにヨーロッパの研究Nanovic研究所、グリンファミリー特別プログラム、ノートルダム統合イメージング機能(NDIIF)とケアストリームヘルスに感謝します。 NSFのMJRにBCS-1029149でサポートされているウサギ頭蓋開発に関する研究。
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