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3D新聞

研究人員將智能手機作為人類骨骼成像設備進行3D打印並用於教育

3D打印商情 來源:3D打印商情2020-03-13 我要評論(0 )   

據《激光製造商情》了解,我國研究人員對智能手機在醫療應用中的潛力進行了評估,這在他們(men) 的論文《評估基於(yu) 手機攝像頭和雲(yun) 服務

    據《激光製造商情》了解,我國研究人員對智能手機在醫療應用中的潛力進行了評估,這在他們(men) 的論文《評估基於(yu) 手機攝像頭和雲(yun) 服務的3D成像和人體(ti) 骨骼打印以進行解剖學教育》中進行了概述。

 

過去,在人體(ti) 上進行訓練是醫學生學習(xi) 的最佳方法之一,但屍體(ti) 的獲得並不容易。為(wei) 了彌補這一點,隨著技術的進步,廣泛的仿真程序和視覺輔助工具也應運而生。如今,3D打印醫學模型和一係列設備能夠為(wei) 診斷、治療、教育患者、規劃手術等提供全麵的好處。醫學生(以及經驗豐(feng) 富的外科醫生)也可以從(cong) 模型中受益,比如可能具有要在新的或很少執行的程序中進行手術的腫瘤模型。

 

“3D打印的主要優(you) 勢在於(yu) 其能夠創建具有高度複雜性的可抓握形狀或幾何特征的能力,克服了使用平麵屏幕可視化3D成像數據所帶來的限製。而且,與(yu) 經過防腐處理的屍體(ti) 標本相比,3D打印模型具有更高的耐磨性,更易於(yu) 清潔和存儲(chu) ,並且更環保。”研究人員說。

 

盡管許多行業(ye) 都從(cong) 3D打印中受益,但不可否認的是,在醫學領域,其影響是巨大的,因為(wei) 解剖模型允許進行培訓和規劃,並且在像印度這樣的發展中國家中發揮著“越來越重要的作用”。

 

研究人員說:“實際上,報告表明3D打印有助於(yu) 提高教學效果,並且使用3D打印模型進行學習(xi) 的學生在測試中的表現甚至要好於(yu) 使用真實標本進行學習(xi) 的學生。”

 

隨著3D打印技術在醫學領域的不斷發展,仍然存在挑戰和局限性。但是,特殊設備的教育和知識已成為(wei) 一個(ge) 特別關(guan) 注的問題。研究人員受到這項研究的鼓舞,希望通過基於(yu) 手機的3D成像提供易於(yu) 使用的技術,這需要基本的3D打印機來製作模型。


 

技術路線流程圖,涉及三個(ge) 主要階段。首先,對采集的標本進行全方位拍攝,以從(cong) 所有可能的方向獲得足夠的2D圖像。其次,使用基於(yu) 雲(yun) 的專(zhuan) 用服務器將2D圖像轉換為(wei) 數字模型。第三,在編輯之後,將數字模型和3D打印設置數據應用於(yu) 3D打印機進行打印。

 

以下樣本骨骼用於(yu) 成像:股骨,肋骨,頸椎和頭骨。樣品在轉盤上旋轉時反複拍照。

 

“在測試期間,攝影師在每次拍攝後都握住手機一隻手捕獲圖像,另一隻手旋轉轉盤。研究人員解釋說:“在不同的水平麵上進行了兩(liang) 輪攝影。”

 

使用SLA技術製成的原始樣本,數字模型和3D打印模型。(A)股骨,(B)肋骨,(C)頸椎骨,(D)頭骨。

 

每個(ge) 標本被拍照80-100次,並將照片上傳(chuan) 到Get3D,並將轉換後的文件發送到在線3D打印服務。研究人員表示,3D打印的股骨,肋骨,頸椎和頭骨的成本分別為(wei) 20.27美元,3.96美元,1.13美元和35.40美元。

 

 

分析原始樣本和3D打印模型之間的偏差。偏差光譜上的等級均為(wei) 0.5mm;綠色表示偏差在-0.5到0.5mm之間;較熱的顏色表示正偏差範圍為(wei) 0.5到2mm;冷色表示負偏差範圍為(wei) -0.5至2mm。(A)股骨,(B)肋骨,(C)頸椎骨的偏差分析;(D)偏差分布(%)。

 

 

分析數字模型和3D打印模型之間的偏差。偏差光譜上的等級均為(wei) 0.5mm;綠色表示偏差在-0.5到0.5mm之間;較熱的顏色表示正偏差範圍為(wei) 0.5到2mm;冷色表示負偏差範圍為(wei) -0.5至2mm。(A)股骨,(B)肋骨,(C)頸椎骨的偏差分析;(D)頭骨;(E)偏差分布(%)。

 

經過評估,研究人員證實他們(men) 的方法在數字和3D打印模型中提供了“相當高的精度”。

 

論文作者說:“所提出的工作流程最值得注意的特征是,它無需掃描儀(yi) 或CT / MRI數據集即可工作,從(cong) 而為(wei) 教育應用提供了更廣泛的3D打印技術。”

 

這些模型很好地展示了解剖特征。例如,容易觀察到股骨上的營養(yang) 孔。與(yu) 以前的研究相比,這是值得注意的,在以前的研究中,使用ABS的FDM 3D打印機使相似的股骨樣品在營養(yang) 孔的區域中不可見。在本研究中,選擇了SLA和Somos Imagine 8000,它是一種堅硬,致密且易於(yu) 清潔的剛性材料。

 

“使用攝影測量法創建的3D打印模型僅(jin) 顯示了骨骼標本的外部特征;內(nei) 部結構是不可見的。人體(ti) 標本也有此限製。為(wei) 了在顱骨內(nei) 部顯示不同的解剖標誌,必須使用三個(ge) 或四個(ge) 不同解剖的標本。在創建顯示不同解剖結構的3D打印模型時,可以應用相同的策略——選擇不同解剖或切片的標本作為(wei) 攝影測量的資源。”研究人員解釋說。

 

“本研究中采用的攝影測量數字化工作流程顯示出相當高的精度,相對較低的成本和更少的設備要求。該工作流程有望用於(yu) 形態學/解剖學科學教育,特別是在資金有限的機構和學校,或涉及涉及快速采集人/動物骨骼標本或其他遺體(ti) 的3D數字數據的某些現場研究項目中。”

 

標本,數字模型和打印品之間精細結構的比較。(A)大轉子(上方)和中央韌帶中央韌帶的凹孔(下方)。(B)顱底(上方)和眶內(nei) 結構(下方)的神經孔。(C)肋骨結節。(D)椎體(ti) 內(nei) 的營養(yang) 孔

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