Summary
현대 플라스틱 압출 및 인쇄 기술을 사용하면, 신속하고 저렴한 비용으로 실험실에서 촬영 X-선 중부 표준시 데이터의 물리적 모델을 생성하기 위해 지금이 가능합니다. 단층 데이터의 3 차원 인쇄 강력한 시각화, 연구, 지금은 잠복기 이미징 커뮤니티에 액세스 할 수 있습니다 교육 도구입니다.
Abstract
입체 인쇄 첨가제 제조로 알려진 과정을 통해 매우 상세한 객체의 생산 수 있습니다. 모델이나 부품을 만드는 기존의 금형 - 사출 방법은 몇 가지 제한이 있습니다, 그 중 가장 중요한시기, 비용 효율적인 방식으로 매우 복잡한 제품을 만들기에 어려움이 있습니다. 1 단, 3 차원 인쇄 기술의 점진적 개선 이어질 이제 사용자 정의 모델의 손쉬운 제작이 가능합니다.이이 프린터는 정확하게 잠복기 X-선 중부 표준시 스캐너에서 생성 된 생체 이미지를 대표하기에 충분한 세부 돌출 고해상도 개체에 기능이 모두 하이 엔드 경제 악기의 . 적절한 데이터 수집, 표면 렌더링 및 stereolithographic 편집으로, 이제 빠르게 X-선 중부 표준시 데이터에서 자세한 골격과 부드러운 조직 구조를 생성하는 것도 가능하고 저렴합니다. 심지어 개발의 초기 단계에서ment는 시각화 능력을 향상시키기 위해 기술을 활용할 수 모두 교육자 및 연구자 입체 인쇄 이의 제기에 의해 생성 된 해부학 모델. 3, 4이 방법 결과의 실제 혜택은 유형의 경험에서 연구원 할 수 없습니다 데이터를 가질 수 있습니다 적절하게 컴퓨터 화면을 통해 전달. 테스트 대상의 정확한 복사본입니다 물리적 객체에 대한 사전 임상 3D 데이터의 번역은 특히 학생, 또는 다른 분야의 사람들에게 이미징 연구를 관련된에, 시각화 및 통신을위한 강력한 도구입니다. 여기, 우리는 PMOD, ImageJ, Meshlab, Netfabb와 함께 Albira X-선 중부 표준시 시스템을 활용 뼈와 X-선 중부 표준시에서 파생 장기 구조의 프라 모델 검사를 인쇄, 소프트웨어 패키지를 ReplicatorG에 대한 자세한 방법을 제공합니다.
Protocol
1. 동물
- 결과는 아래에보고를 들어, 나이 십개월 중 하나를 남성 Lobund-Wistar 쥐가 Freimann 생명 과학 센터, 노트르담 (Notre Dame) 대학 (노트르담 (Notre Dame), 인디애나, 미국)로부터 얻은 것입니다. 포르말린 10 % 보존 예 생체 뉴질랜드 화이트 토끼 (남, 나이 = 8 주) 두개골 샘플은, 교수 매튜 Ravosa, 노트르담 (Notre Dame) 대학의 연구소로부터 얻은 것입니다.
- 생체 이미징의 경우, 쥐가 코 - 콘 시스템을 통해 유지 보수와 Isofluorane (2.5 % 유량)으로 anesthetized했습니다. 동물은 Albira 이미지 스테이션과 함께 제공된 표준 쥐 침대 (M2M 이미징 주식회사, 클리블랜드, 오하이오)에 발생하기 쉬운 위치했다. 팔다리는 균일 한 중부 표준시 획득을위한 몸의 측면에 위치했다.
- 이미지 수집을 완료 한 후, 쥐가 코 콘에서 제거 외래까지 복구 케이지에 반환되었다.
- 토끼 두개골의 스캔 들어, 표본은 쥐 침대에 배치되었습니다밀봉 된 비닐 봉투에 포르말린이 포함 된.
2. 이미지 수집 및 재건
- 생체 및 예에서는 VIVO 이미지 인수는 Albira 중부 표준시 시스템 (Carestream 분자 이미징, 우드 브리지, CT)를 사용하여 수행되었습니다. 이 시스템은 세 개의 원형 스캔 (스캔 당 600 예상), 그리고 재건하는 동안 맞춘되는 65mm FOV, 각을 수행하여 180mm 길이의 침대를 검색하도록 설정되었습니다. X-선 소스가 400 μA 45 kVp의 전압의 전류를 설정하고, 강화 빔에 0.5 mm 알 필터를 사용했습니다. 중부 표준시 설정에 대한 대략적인 방사선 깊은 복용 이에 상응하는 금액은 660 MSV이었고, 얕은 복용 이에 상응하는 금액은 1171 MSV했습니다. 이러한 복용은 LD50 값을보고보다 10 배 낮은 초과했습니다.
- 이미지는 "표준"매개 변수를 사용하여 Albira 스위트 룸 5.0 Reconstructor을 통해 FBP (필터링 백 프로젝션) 알고리즘을 사용하여 복원합니다. 이러한 결합 취득 및 복구 설정은 에서야을 생산전체 동물의 분석과 해부학 적 구조의 3D 인쇄에 대한 충분한 것으로 간주 0.125 mm 등방성 voxels 함께하는 이미지.
3. 데이터 처리
- 중부 표준시 스캔의 골격 기능은 세분화없이 원시 데이터에서 인쇄 할 수 있습니다. 그러나, 부드러운 조직의 세분화는 3D 인쇄 데이터를 처리하기 전에 필요합니다. 여기 폐 조직으로 예를 보여줍니다.
- 오픈 원래 MicroPET (Albira 이미징 시스템에있는 모든 modalities에 대한 데이터 형식) 파일
- 모든 외부 공간이 제거 될 수 있도록 마우스 주변 관심 볼륨 (VOI)를 그립니다.
- 효과적으로 공기의 중부 표준시 밀도 값으로 외부 공간을 설정합니다 -1,000 Hounsfield 단위로 마스킹 값 (HU, CT에 대한 radiodensity 규모)를 설정 'VOI 도구'탭을 선택 '선정 VOI 외부 마스크'에.
- 모든 외부 공간을 제거하여, '도구'탭에서 선택 '외부'다음 드롭 다운 클릭화살표를 선택 '세분화'
- -550에 -200로 범위를 설정하고 '확인'을 클릭하십시오.
- 파일이 큰 경우 '도구'탭을 선택하고, '이 절감'을 선택하고 프로그램을 실행
- 파일을 분석로 저장
- 데이터가 먼저 PMOD (PMOD 기술 (주), 취리히, 스위스) 분석 소프트웨어를 사용하여 DICOM 형식으로 변환해야합니다.
- PMOD 이미지 처리 소프트웨어 패키지를 엽니 다.
- 맨 위에 함께보기 탭을 선택합니다.
- 오른쪽 하단 손 도구 모음에서로드 아래에있는 아래쪽 화살표 표시된 데이터베이스를 클릭합니다.
- 원시 중부 표준시 데이터에 대한 MicroPET를 선택하거나, 분할 폐에 대한 분석합니다.
- 해당 파일을 선택하고 선택한에 추가를 누릅니다.
- 열기를 클릭합니다.
- 오른쪽 하단 손 도구 모음에서 위쪽을 클릭할인 미만의 화살표.
- 이 메뉴에서 파일 형식을 DICOM을 선택합니다.
- 파일 이름을 지정하고 저장을 선택합니다.
- PMOD 닫습니다.
- DICOM 데이터는 각 voxel에 대한 용적 밀도 값이 포함되어 있습니다. 이 데이터를 인쇄하기 위해서는, 대신 볼륨의 연속 된 표면으로 처리해야합니다. ImageJ v1.43u는 더 처리를 위해 표면 렌더링을 얻기 위해 사용됩니다.
- 오픈 ImageJ 이미지 처리 소프트웨어
- 파일> 가져 오기를 선택합니다.
- 이미지 시퀀스를 선택합니다.
- 새로 만든 DICOM을 포함하는 파일로 이동하여 선택합니다.
- 플러그인> 3D> 3D 뷰어를 선택합니다.
- 두 창이 나타납니다 3D 뷰어가 나타납니다과 ADD 창.
- ADD 창 변경 볼륨에서와 같이 디스플레이 아래표면에.
- 210 임계 값의 기본값을 변경합니다.
- 확인을 클릭합니다.
- 3D 뷰어 메뉴 바에서> 파면로 파일> 내보내기 표면을 선택합니다.
- 파일 이름을 지정하고 저장을 클릭합니다.
- 두 프로그램, Meshlab v1.3.1 및 Netfabb 스튜디오 기본 4.9는 동시에, 초과 메쉬를 제거 연결이 끊어 meshes, 수리 구멍을 함께 가입하고, 최종 메쉬를 부드럽게합니다. 이 두 프로그램 사이의 주요 차이점은 사용자에게 제공 도구를 설정하고 인터페이스 탐색 컨트롤 중 일부입니다. 둘 다 3D 메쉬 편집 소프트웨어 프로그램입니다, 그들의 사용은 함께 모델을 편집에 쉬운 접근을 제공합니다.
이러한 작업은 Meshlab v1.3.1으로 실행되어야 함을 나타냅니다 
이러한 작업은 Netfabb 스튜디오 기본 4.9으로 실행되어야 함을 나타냅니다 - 소프트웨어를 편집에 meshes을 가져 오려면 :
- Meshlab v1.3.1를 엽니 다
- 메뉴 표시 줄을 선택 파일> 새 빈 프로젝트에서.
- Selct 파일> 가져 오기 메쉬.
- 파일을 선택하고 열기를 클릭합니다.
- 파일이로드되면 대화 상자가 열립니다. 확인 중복 정점을 통합하는 것은, 확인을 누릅니다.
- Netfabb 스튜디오 기본 4.9을 엽니 다.
- 바로 Netfabb 스튜디오 기본 화면에 원하는 파일을 드래그하십시오.
- Netfabb 스튜디오 기본 4.9을 엽니 다.
- Meshlab v1.3.1를 엽니 다
- 표면에서 원치 않는 메쉬를 제거하려면 :
- Meshlab의 메뉴 바에서 선택 필터> 청소 및> 제거 절연 조각 (WRT의 직경)를 복구.
- 누구의 직경이 지정된 상수보다 작 절연 연결 구성 요소를 제거합니다. 이러한 구성 요소의 최대 직경을 입력하고 적용을 클릭합니다.
- 점차적으로, 더 큰 조각을 제거 할 수있는 최대 직경을 향상시킬 수 있습니다. 각 직경 수정 한 후 적용을 클릭합니다.
- Meshlab의 메뉴 바에서 선택 필터> 청소 및> 제거 절연 조각 (WRT의 직경)를 복구.
- 연결이 끊긴 조각에 가입하려면 구멍은 새로운 결합의 원하는 위치에 현재의 meshes으로 잘라, 그리고 메쉬 뮤스의 다리되어야합니다t는 사이에 건설.
- 잘라내됩니다 메쉬의 조각을 선택하려면 메뉴 표시 줄의 왼쪽에서 선택 도구, 일곱째 도구를 사용합니다.
- 삭제 얼굴 버튼, 메뉴 바에서 왼쪽에서 세 번째 도구 메쉬의 선택 부분을 삭제합니다.
- 메뉴 표시 줄에서 파일> 내보내기 메쉬 이름으로 선택합니다.
- 파일 이름을 지정하고 STL에 파일 형식을 변경합니다.
- 저장을 누릅니다.
- 저장 옵션을 사용하여 대화 상자가 나타 확인을 누릅니다됩니다.
- Netfabb에이 새 파일을 드래그합니다.
- 상단 메뉴에서 복구를 선택, 왼쪽에서 네번째 도구입니다.
- 추가 삼각형 도구를 왼쪽에서 열세번째을 선택합니다.
- 한쪽에 열려있는 엣지 (가 노란색입니다)을 클릭 한 다음 다른 작품에 열린 가장자리를 클릭합니다. 갭을 가로 질러 5-10 다리를 만듭니다.
- 오른쪽 하단에있는 자동 복구 버튼을 선택합니다
- 기본 복구를 강조 표시합니다.
- 실행을 클릭합니다.
- 복구가 실행 된 후에 취소를 누르십시오.
- 플립 선택한 삼각형 버튼을 선택합니다.
- 올바른 방향으로 모든 삼각형을 회전 할 수있는 혼동 삼각형을 클릭합니다.
- 잘라내됩니다 메쉬의 조각을 선택하려면 메뉴 표시 줄의 왼쪽에서 선택 도구, 일곱째 도구를 사용합니다.
- 에수리 분화구와 구멍은 전체 구멍 분화구를 제거해야하며 다리는 메쉬의 각면에 건설해야합니다.
- 선택 도구를 클릭합니다.
- 가득 할 분화구 또는 구멍을 선택합니다.
- 삭제 얼굴 버튼을 클릭합니다.
- 메뉴 표시 줄에서 파일> 내보내기 메쉬 이름으로 선택합니다.
- 파일 이름을 지정하고 STL에 파일 형식을 변경합니다.
- 저장을 누릅니다.
- 저장 옵션을 사용하여 대화 상자가 나타 확인을 누릅니다됩니다.
- Netfabb에이 새 파일을 드래그합니다.
- 상단 메뉴에서 복구를 선택 롱>, 왼쪽에서 네번째 도구입니다.
- 추가 삼각형 도구를 왼쪽에서 열세번째을 선택합니다.
- 한쪽에 열려있는 엣지 (가 노란색입니다)을 클릭 한 다음 다른 작품에 열린 가장자리를 클릭합니다. 갭을 가로 질러 5-10 다리를 만듭니다.
- 오른쪽 하단에있는 자동 복구 버튼을 선택합니다
- 기본 복구를 강조 표시합니다.
- 실행을 클릭합니다.
- 복구가 실행 된 후에 취소를 누르십시오.
- 선택 도구를 클릭합니다.
- 라플라시안 스무딩, Meshlab의 스무딩 알고리즘은 여전히 모델의 구조적 무결성을 유지하면서 객체를 부드럽게하는 데 사용됩니다.
- 필터> 스무딩> 장에서 산 선물과 변형> 라플라시안 부드러운 이동합니다.iles/ftp_upload/50250/50250icon1.jpg "/>
- 반복 케어의 번호를 선택합니다. 더 많은 반복 매끄러운 모델 될 수 있지만, 각 반복 천천히 연결이 끊어 조각과 날카로운 모서리가 발생할 수 있습니다 모델의 볼륨을 저하시킨다. 1-5 반복을 권장합니다.
- 확인을 누릅니다.
- 메뉴 표시 줄에서 파일> 내보내기 메쉬 이름으로 선택합니다.
- 파일 이름을 지정하고 STL에 파일 형식을 변경합니다.
- 저장을 누릅니다.
- 저장 옵션을 사용하여 대화 상자가 나타 확인을 누릅니다됩니다.
- Netfabb에이 새 파일을 드래그합니다.
- 상단 메뉴에서, 왼쪽에서 네 번째 도구를 복구를 선택합니다.
- 추가 삼각형 도구를 선택하고, 일왼쪽에서 irteenth.
- 한쪽에 열려있는 엣지 (가 노란색입니다)을 클릭 한 다음 다른 작품에 열린 가장자리를 클릭합니다. 갭을 가로 질러 5-10 다리를 만듭니다.
- 오른쪽 하단에있는 자동 복구 버튼을 선택합니다
- 기본 복구를 강조 표시합니다.
- 실행을 클릭합니다.
- 복구가 실행 된 후에 취소를 누르십시오.
- 메뉴 표시 줄에서 파일> 내보내기 메쉬 이름으로 선택합니다.
- 최종 파일 이름을 지정하고 STL에 파일 형식을 변경합니다.
- 저장을 누릅니다.
- 저장 옵션을 사용하여 대화 상자가 나타 확인을 누릅니다됩니다.
- 소프트웨어를 편집에 meshes을 가져 오려면 :
이러한 작업은 Meshlab v1.3.1으로 실행되어야 함을 나타냅니다 
이러한 작업은 Netfabb 스튜디오 기본 4.9으로 실행되어야 함을 나타냅니다 4. 인쇄
- Makerbot를 사용하여 인쇄
- ReplicatorG에서 STL 파일을 엽니 다. 레 플리 케이 터G는 Makerbot와 통신하는 데 사용하는 Makerbot 산업 프로그램입니다.
- 오른쪽 하단 메뉴에서 규모를 클릭하고 빌드 공간을 채우기 선택!
- 회전을 선택하고 평면 배열을 클릭합니다.
- 센터를 클릭합니다.
- 세부 사항이있는 모델의 경우 모델을 확장하는 플랫폼을 구축 작성을 선택합니다.
- 같은 메뉴에서 이동을 클릭하고 플랫폼 입어을 선택합니다.
- 적절한 방향이 달성되면, 상단 메뉴 바에서 GCODE를 생성을 선택합니다.
인쇄 옵션 * 창이 나타납니다. - 객체를 (왼쪽 또는 오른쪽) 인쇄 필라멘트를 제공합니다 압출기를 선택합니다.
- 뗏목 / 지원 사용을 선택합니다.
- 드롭 다운 메뉴에서 우리가받을 자격이전자 지원 자료, 전체 지원을 선택합니다.
- GCODE 생성을 선택합니다. GCODE의 진행 상황을 보여주는 팝업 상자가 나타납니다.
- GCODE이 완료되면, SD 카드를 사용하기 위해 파일에 작성을 선택합니다.
- 저장을 클릭합니다.
- SD 카드에 파일을 드래그합니다.
- Makerbot에 SD 카드를 놓고 SD에서 Makerbot 키패드 선택 인쇄를 사용합니다.
- SD에서 인쇄에서 원하는 파일 이름을 선택합니다. Makerbot은 자동으로 개체를 인쇄 할 따뜻한 - 업으로 시작됩니다.
- Shapeways 인쇄
- Shapeways와 무료 계정을 만든 후, STL 파일은 직접 Shapeways 웹 사이트에 업로드 할 수 있습니다 http://www.shapeways.com/upload/
- 업로드를 클릭하고 STL을 선택파일.
- 업로드 된 파일의 제목을 선택합니다.
- 드롭 다운 메뉴에서 측정 단위를 선택합니다.
- 모델을 업로드를 클릭합니다.
- 이 파일은 이제 Shapeways을 통해 인쇄 할 준비가되었습니다. 파일이 업로드되면 Shapeways는 실제로 인쇄 할 수 있는지 할 파일을 처리하는 데 몇 분 정도 소요됩니다. 당신은 10 분 후에 "내 모델"페이지에서 모델을 인쇄 할 수 있습니다.
- "자주색 강력한 유연한는"폐 조직에 사용되는 동안 "화이트 강력한 유연한"선택은 골격 구조를 인쇄하는 데 사용되었습니다.
- ProJet HD 3000 인쇄
- STL 파일도 ProJet HD 3000 (스프링 공학 솔루션 LLC, 혁신 공원, 노트르담 (Notre Dame)에서, USA)와 같은 세 차원 프린터 상용 높은 해상도를 사용하여 출력 할 수 있습니다.
- STL 파일은 platf에서 레이아웃 작업을 할 수있는 3D 시스템 독점 소프트웨어에로드ORM. 이 왁스 지원 및 인쇄 시간의 사용을 최소화하기 위해 주변의 모델의 방향을 변경해야합니다. 이 파일은 저장됩니다.
- 작업이 다음 온라인으로 프린터로 전송됩니다.
- 알루미늄 플랫폼은 프린터에로드되고 ProJet HD 3000은 개체를 인쇄 할 시작됩니다.
- 모델이 후 약 73에서 오븐에 플랫폼에서 제거하고 위치 ° C 모델에서 지원 왁스를 녹여합니다.
- 개체가 따뜻한 제거하고 나머지 표면 왁스를 제거하는 Kimwipe으로 닦여 있습니다.
Representative Results
1 그림. 폐와 쥐 X-선 중부 표준시 데이터 집합의 골격 기능의 3D 인쇄 모델. 객체는 ProJet HD 3000 (왼쪽), Shapeways 주식회사 (센터) 또는 Makerbot 레 플리 케이 (오른쪽)를 사용하여 인쇄되었다. 규모 바 2cm를 나타냅니다. 패널 C의 규모 줄이 경우에 Makerbot 출력 충분한 세부 사항을 위해 확대 개체를 인쇄해야한다고 반영와 B,보다 작은합니다.
그림 1은 생체 쥐 중부 표준시 데이터 집합에서 동일한의 인쇄 세 가지 방법에 대한 최종 제품을 도시한다. 세 모델은 잘라 골격 구조와 독립적으로 인쇄 조합해서 한 이동식 폐 구성되어 있습니다. 왼쪽 모델은 반투명 아크릴 플라스틱을 사용하여 만든 ProJet HD 3000 고해상도 프린터의 결과입니다. 중앙에있는 객체호흡기 구조 보라색으로 가공하는 동안 골격 구조가 나일론 12 흰색 플라스틱을 사용하여 인쇄 된에 타사 회사 Shapeways 주식회사를 사용하여 제작되었습니다. 이 첫 두 모델은 길이가 약 11cm를 측정, 실제 규모에 인쇄되었습니다. 오른쪽에있는 개체는 MakerBot를 사용하여 만들어졌습니다. 골격 구조는 자연 색깔의 ABS (아크릴로 니트릴 부타디엔 스티렌) 플라스틱 및 라임 그린 ABS와 폐를 사용하여 인쇄되었습니다. 때문에 MakerBot의 해상도 제한 때문에,이 모델은 갈비처럼 훌륭한 구조의 저하없이 확장 할 수 인쇄 할 수 없습니다. 대신 모델이 사용 거의 2 배에 의해 확장 된 길이 21cm의 개체의 결과로 원하는 영상 세부 사항을 얻기 위해 옵션 "공간을 구축 기입."
그림 2. 전 생체 토끼 SKU의 3D 인쇄 모델붙인다 데이터 설정합니다. 표시 객체가 ProJet HD 3000 (왼쪽), Shapeways 주식회사 (센터) 및 Makerbot 레 플리 케이 (오른쪽)를 사용하여 인쇄되었다. 규모 바 1cm를 나타냅니다.
그림 2는 전 생체의 토끼 두개골 중부 표준시 데이터 집합에 대한 인쇄의 각 방법의 최종 제품을 보여줍니다. 왼쪽 모델은 반투명 아크릴 플라스틱을 사용하여 ProJet HD 3000 고해상도 프린터에서 결과입니다. 중앙에있는 모델은 Shapeways 인쇄를 통해 흰색 nylon12 플라스틱에 인쇄되었습니다. 오른쪽에있는 개체는 MakerBot를 사용하여 흰색 플라스틱에 인쇄되었습니다. 세 개체는 길이 약 8.5 cm 크기를 조정하고 평가하는 인쇄되었습니다.
그림 3. 전체 쥐 X-선 중부 표준시 데이터 세트의 3D 인쇄 모델. 객체는 ProJet HD 3000 (왼쪽) 및 Shapeways 주식회사 (오른쪽)를 사용하여 인쇄되었다. 스케일 BAR는 1cm를 나타냅니다.
그림 3은 쥐의 설정 생체 중부 표준시 데이터의 전체의 인쇄 방법에는 두 가지의 최종 제품을 도시한다. 두 모델 모두 완벽한 골격 구조 (꼬리 마이너스) 및 이동식 폐 구성되어 있습니다. 왼쪽 모델은 반투명 아크릴 플라스틱을 사용하여 인쇄 고해상도 프린터, ProJet HD 3000의 결과입니다. 오른쪽 모델은 흰색 nylon12 플라스틱과 보라색의 폐를 사용하여 생성 된 골격 구조, Shapeways 인쇄를 사용하여 인쇄되었습니다. 이 두 모델은 길이가 약 19cm를 측정, 실제 규모에 인쇄되었습니다. 때문에 필요한 복잡한 세부, 전체 골격은 MakerBot의 레 플리 케이 터로 인쇄 할 수 없습니다.
입체 인쇄 기술의 탐사 기간 동안, 특정 장점과 단점이 관찰되었으며, 표 1에 설명되어 있습니다.
| 장점 | 단점 | |
| MakerBot | 매우 빠르고, 다양한 컬러 옵션의 두 가지 색상으로 인쇄 할 수, 매우 저렴한 | 세부 낮은 수준. 지원 자료의 삭제는 (a 몇 시간의 순서에) 느립니다. |
| Shapeways | 색상 옵션 Varity, 인쇄 재료의 다양한 세부 높은 수준의 상대적으로 저렴한 | 주문을 처리받을 두 주 시간 |
| ProJet HD 3000 | 비교적 빠른 처리 시간, 세부 최고 수준의, 높은 처리량, 지원 자료 (왁스)를 제거하기 쉬운. | 가장 비싼까지 전면 비용, 실제 사용하는 동안 하나의 컬러 옵션을 제공합니다. |
표 1. 비교중부 표준시 데이터 세트를 인쇄 할 수 3D 인쇄 기술의.
Discussion
X-선 중부 표준시 데이터는 생활 Lobund-Wistar 쥐의 설정 및 전직 생체 뉴질랜드 화이트 토끼 두개골은 사전 임상 생물 데이터에서 3D 개체 생산의 가능성을 설명하기 위해 활용되었다. 1) 인기 Makerbot의 레 플리 케이 터, 2) 타사 회사 Shapeways Inc의, 그리고 3) 고급 상업 ProJet HD 3000 : 모델은 세 차이 소스를 사용하여 생성되었습니다. 각 프린터 향상된 데이터 시각화의 원칙 목표를 만족 객체를 생성 할 수있었습니다.
사전 임상 중부 표준시 데이터를 인쇄하는 과정 동안, 인쇄의 각 방법의 장점과 단점은 ascertained이었고 최종 사용자에 대한 요약. MakerBot의 레 플리 케이는 전 세계 거의 모든 실험실에 액세스 할 수있는 저렴한 (1,750달러) 벤치 탑 솔루션입니다. 그것은 저렴한 입력 (플라스틱으로 $ 3.50에 대해 사용하는 폐에 쥐 중부 표준시)와 여러 색상으로 인쇄 할 수 있습니다. 그러나, Makerbot는 해상도에 의해 제한된다그래서 일부 모델은 적절한 압출 및 의도 구조의 시각화를 위해 확대해야합니다. Shapeways 주식회사 색상과 소재에 관한 선택의 뛰어난를 제공합니다. 모델은 높은 해상도 및 강력한입니다. 자신의 가격이 당 단위 기준 (폐에 쥐 중부 표준시는 $ 41.61이었다)에서 MakerBot보다 10 배 이상에 대해 있지만, 사용자가 작업 제한된 수의를 실행하고 프린터를 구입 선행 비용을 피할 수 있습니다. Shapeways에서 두 주일 리드 타임은 사소한 단점입니다. ProJet HD 3000 해상도와 강도면에서 뛰어난 모델을 제공했습니다. 우리는 노트르담 (Notre Dame)에서 혁신 파크에서 ProJet HD 3000 (노동과 자료에 대한 폐에 쥐 중부 표준시에 대한 약 $ 30)에 우리의 개체의 인쇄를 계약 할 수있을만큼 운이 있었다. 그들이 8만달러의 범위에 가격이 책정됩니다으로 사용자는 장비의이 유형에 액세스 할 수있는 어려움이있을 수 있습니다, 그것은뿐만 아니라 여러 색상으로 인쇄 할 성가신 수 있습니다. 이후 각 악기 / 제조업체개체 인쇄 (세부 Shapeways 최소 수준 = 0.2 mm, 최소 벽 두께 = 0.7 mm, 0.4 mm 노즐 5 MakerBot의 슬라이스 두께가 = 0.2-0.3 mm, 6 ProJet HD 3000 DPI = 656의 해상도를 설명하기 위해 다른 통계를 제공합니다 일부 개체가 성공적으로 사용하기 위해 확대해야합니다 동안 0.025-0.05 mm의 정확도 X 656 X 800), 각 시스템 간의 상대적인 해상도의 질적 평가는, Shapeways 및 ProJet HD 시스템 모두 규모 고 상세하게 인쇄 할 수 있습니다하는 것이 좋습니다 MakerBot. 이하, 모든 세 가지 방법 환경 친화적이며, 매우 상세한 사전 임상 X-선 중부 표준시 모델의 손쉬운 생산을 달성하기위한 편리한 수단을 제공합니다.
결론
점차적으로, 3D 인쇄 기술은 비용과 복잡성을 모두 최소화 된 이름으로 더 잘 접근되고있다. 8, 9 자, 문자 그대로 사람이 발굴 현장에서 높은 해상도, 3 차원 인쇄 할 수 있습니다ital 파일이 있습니다. 이러한 상세한 3 차원은 모두 교육자 및 연구자 모두에게 유용한 도구가 될 수 있습니다. 또한, 그들은 명확하게 이해를 달성 지원 영상 커뮤니케이션 수단을 제공합니다. 10 예를 들어, 의료 연구자들이 동료들과 환자와 의사 소통과 이해를 모두 개선하기 위해 표본 또는 환자 별 모델을 사용할 수 있습니다. 11 2D 화면에 표현이 있지만 먼 길을 와서,,, 회전 개최 검토하고 주변에 이동 할 수있는 실제 객체를 가지고의 시각 및 감각 경험에 대한 대체는 절대로 없습니다. 이 연구자의 관심 영역에 대한 물리적 객체를 검토하고, 추가로 정량 분석을위한 컴퓨터 모델에 해당 지역을 찾을 수 있습니다으로 전자 데이터 표현과 짝 모델은 더욱 강력하다. 적절한 데이터 수집, 표면 렌더링 및 stereolithographic 편집으로, 그것은 빠르게 상세한 relati을 생산 할 수 있습니다X-선 중부 표준시 데이터에서 vely 저렴한 모델. 여기, 우리는 X-선 마이크로-CT와 수집 된 사전 임상 작은 동물 데이터에서 3 차원 모델의 생산 단계 방식에 의한 상세한 단계를 제공합니다. 우리는 생체 및 예 생체 중부 표준시 데이터 Albira 이미지 스테이션을 사용하여 설정에서 우리를 인수하고, PMOD, ImageJ, Meshlab 및 Netfabb 소프트웨어 패키지와 함께 후속 처리를 수행했습니다. 마지막으로, 우리는 상용 솔루션의 범위와 입체 모델 인쇄를 사용하도록 자세한 지침을 제공합니다. 각각의 경우에, 최종 결과는 일반적으로 컴퓨터 화면으로 제한됩니다 획득 단층 데이터의 고유 한, 핸드 헬드, 물리적 발현을 제공하는 모델입니다.
Disclosures
W. 매튜 Leevy은 Carestream 분자 이미징을위한 컨설턴트입니다. 브라이언 Stamile는 MakerBot 산업에 대한 지원 엔지니어입니다.
Acknowledgments
우리는 따뜻하게이 프로젝트에 대한 재정 지원을 유럽 연구, Glynn 가족 영예 프로그램, 노트르담 (Notre Dame) 통합 이미징 시설 (NDIIF)과 Carestream 건강에 대한 Nanovic 연구소 감사드립니다. 토끼 두개골 개발에 대한 연구는 MJR에 NSF BCS-1029149 의해 지원.
Materials
Required Programs
|
References
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