מטרת הליך זה היא להדגים את השלבים של יצירת מודלים אנטומיים מודפסים בתלת-ממד, צבעוניים לחלוטין, הספציפיים למטופל, באמצעות נתונים ממודלים שונים של הדמיה. על ידי שימוש בדוגמה של chondrosarcomas של apex פטרוס, כל התהליך של היתוך תמונה פילוח, הדור של מודל 3D וירטואלי ייצור של הדפסה 3D הוכחו. יתר על כן, צביעה נפחית של הדפסים תלת-מימדיים המתאימים לסימולציה כירורגית מתוארת.
מגוון של שיטות הדמיה, כגון טומוגרפיה ממוחשבת והדמיית תהודה מגנטית, מראים היבטים שונים של האתר הכירורגי, כגון עצם, רקמות רכות, גידול וכלי. טכנולוגיות הדפסה בתלת-ממד מציעות את האפשרות הייחודית לשלב היבטים שונים אלה באובייקט יחיד, קומפקטי ומוחשי בממדים בגודל אמיתי שניתן ללמוד ושמש כדי לדמות את הגישה הכירורגית. במיוחד עבור סימולציה כירורגית, חשוב לייצר הדפסים 3D לא רק צבעוני על פני השטח עבור מתן צביעה נפחית מעמיקה כדי לדמיין בבירור מבנים מקוננים אחד בתוך השני, כגון כלי דם חוצה גידול.
וידאו זה מציע מדריך צעד אחר צעד לייצור של מודל אנטומי בצבע מלא המבוסס על הדוגמה של chondrosarcoma של איפקס פטרוס. השלבים המכריעים בהליך זה הם היתוך ופילוח של נתוני הדמיה רפואית, ואחריו יצירת מודל משטח תלת מימדי וירטואלי. כשלל שלישי, המודל הווירטואלי מוכן להדפסה תלת-ממדית מרובת צבעים, כולל זרימת עבודה ששונתה כדי לאפשר צביעה נפחית של חלקים מסוימים.
לבסוף, מתוארים הדפסה ועיבוד לאחר עיבוד. חשוב להשתמש בנתונים הדמיה עם רזולוציה מרחבית גבוהה, למשל, עובי פרוסה של מילימטר אחד או פחות. CT שימש לפילוח של עצמות.
תמונות MRI T1 משופרות ניגודיות שימשו לפילוח של מבנים סרטניים ונוירונים ותמונות TOF לכלי שיט. הורד את קבצי DICOM במחשב שלך, ולפתוח אמירה תוכנה. יבא את הקבצים של טכניקות ההדמיה השונות ובחר את התיקיה של נתוני הדימות.
לחץ על תמונות CT, ולחבר אותם עם מודול עיבוד נפח. בחרו 'משתקפים' לעיבוד מציאותי יותר, והתאיימו את מחוון העברת הצבעים כדי להמחיש את העצם בלבד. המשך על-ידי ייבוא רצפי ה- MRI וחבר אותם גם למודול עיבוד אמצעי אחסון.
מכיוון שתמונות MRI ו- CT אינן חופפות, יש צורך להתיך את נתוני ההדמיה השונים. לכן, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על ערכת הנתונים MRI ובחר מ לחשב, רישום Affine. בחר הפניה ולאחר מכן הפנה את הסמן לסי.טי. במאפיינים של מודול הרישום, השאר את כל ההגדרות כברירת מחדל ולחץ על ישר מרכזים ולאחר מכן לחץ על הירשם.
שתי ערכות נתוני ההדמיה השונות מותכות כעת. חזור על שלב זה עבור כל ערכות הנתונים הדמיה נוספות. בדוק את דיוק ההתאמה על-ידי הסתרת עיבודי אמצעי האחסון והוספת מודול OrthoSlice לתמונות MR.
בחרו 'שטיפת צבעים'. לאחר מכן לחץ על נתונים, ולחבר יציאה זו עם CT על ידי גרירת העכבר על זה. התאימו את מחוון הצבע כדי לדמיין את המבנים העצביים המושרים למבני הגולגולת הגרמיים.
בדוק אם יש אי-התאמה על-ידי מעבר מחוון גורם המשקל והסתכלות אל הגבול שבין הגולגולת לפני השטח של המוח, כמו גם החדרים. חזור על הליך זה על פרוסות שונות בכיוונים קורונטל ו sagittal. בטל את ההפעלה של ניראות מודול OrthoSlice והפעל מחדש את עיבוד אמצעי האחסון של ה- CT. עבור אל נתוני ה- CT וחפש את הערך הנמוך ביותר ב ערכת נתונים זו, במקרה זה, מינוס 2, 048.
לאחר מכן, הוסף מודול עריכת אמצעי אחסון, חבר את מודול Volren עם נתוני הפלט והגדר את ערך המרווח למינוס 2, 048. לחצו על 'גזור בפנים' וסמן את האזור להסרה בתצוגת תלת-מימד. שים לב, חשוב להימנע חפיפה עם חלקים לא נועדו להיות מוסרים.
בדוגמה זו, חלקים של עצם ההיתוך ואת החוליות הצוואריות העליונות הוסרו. לאחר מכן, העצם הנותרת תקטע ותומר רשת משטח. לכן, לחץ על עורך פילוח, ובחר את רצף תמונת CT שונה ולהוסיף ערכת תוויות חדשה.
כעת בחר באפשרות סף כאפשרות פילוח. הגדר את המחוון התחתון לערך סביב 250 במקרה של CT. הבטח מבני עצם דקים כגון עצם הזמן או אזור המסלול העליון שי להיבחר בתצוגה המקדימה. אחרת, התאימו את הסף התחתון, אך הימנעו מבחירת רקמה רכה.
לאחר מכן, לחץ על בחר. ולבסוף, הוסף את הבחירה לתווית. חזור לתצוגת הבריכה.
ערכת תוויות חדשה נוצרה עבור ה- CT. לחצו לחיצה ימנית ובחרו 'מ לחשב', 'מדור פני השטח', בדקו את האפשרות 'דחיסה' ולחצו על 'החל'. לבסוף, הוסף מודול תצוגת משטח והתאם את צבע רשת שינוי שנוצרה. הוסף מבנים רלוונטיים אחרים על-ידי חזרה על השלבים הקודמים.
במקרה של הגידול, נעשה שימוש בפילוח ידני ולא בפעולת הסף. כך, הגידול, עצב הראייה וכלי הדם תוך גולגולתיים היו מפולחים ונוספו למודל. לבסוף, לייצא את רשתות שינוי שנוצר על ידי לחיצה באמצעות לחצן העכבר הימני על רשת שינוי ולחיצה על שמור.
בחר STL כתבנית קובץ. פתח את Netfabb וייבא את רשתות שינוי שנוצרו בשלבים הקודמים כחלקים חדשים. סמן את התיקון האוטומטי ולחץ על ייבוא.
בחר את הגולגולת, ולפצל את הקונכיות שלה לחלקים. זה מפריד בין חפצים רופפים שלא מחוברים לעצם הגולגולת. בחר את עצם הגולגולת, וכבה את הראות שלה.
כעת בחר את כל החלקים האחרים ומחק אותם. חזור על שלב זה עבור כל האובייקטים האחרים. הערה, באזורים מסוימים, כגון הגידול בתוך איפקס פטרוס של הגולגולת, הגיאומטריות של שני האובייקטים מצטלבים זה עם זה.
כדי להימנע משגיאות הדפסה, יש צורך להסיר צמתים כאלה. לכן, בחר את שני האובייקטים מצטלבים, ולחץ על פעולות בוליאניות. הזז את האובייקט שיש להחסיר מהצד השני לצד האדום של הרשימה ולחץ על החל.
עכשיו שני האובייקטים מופרדים בבירור, אשר צריך להיבדק על ידי toggling הנראות שלהם. על ידי חזרה על צעדים אלה, הגידול, כמו גם את העורק בתוך הגידול מופרדים בבירור אחד מהשני. במקרה של עורק הבזיליקום, יש צורך בתומך נוסף כדי למנוע מהאובייקט להיות חלק רופף לאחר ההדפסה.
הוסף אובייקט חדש, במקרה זה, גליל, והתאם את הממדים ותחנות המשנה שלו לפי הצורך. מניחים את הצילינדר כדי להתבך לחלוטין עם הגולגולת ואת הגיאומטריה של הכלי. עכשיו לבצע את הפעולה בוליאנית שוב כדי לחסר את החלקים בתוך העצם וכלי הדם.
חזור על שלב זה כדי להוסיף תמיכות נוספות במידת הצורך. כדי לאפשר צביעה נפחית של חלקים מסוימים, יש צורך ליצור לא רק מעטפת משטח אחת אלא תת-משטחים רבים בתוך האובייקט. בחר את הגידול, וליצור מעטפת חדשה ממנו.
הגדר עובי מעטפת של 3 מילימטר במצב היסט פנימי בדיוק של 15 מילימטר והחל. זה יוצר מעטפת פנימית עם מרחק של 3 מילימטר אל פני השטח המקוריים. בחר את המעטפת החיצונית והפיק ממנה מעטפת חדשה.
בחר את עובי המעטפת של 25 מילימטר במצב חלול בדיוק של 15 מילימטר. כמו כן, בחר בתיבת הסימון הסר חלק מקורי. זה יוצר רווח של 05 מילימטר בין שני הפגזים הסמוכים.
על ידי חזרה על שלבים אלה, פגזים פנימיים מרובים עם עוביים קבועים והיסט קבוע נוצרים. מומלץ להשתמש בעובי מעטפת של 35 עד 25 מילימטר, כמו גם היסט של 1 עד 05 מילימטר כדי להשיג צביעה נפחית חלקה. חזור על שלבים אלה עם כל האובייקטים האחרים, כגון כלי הדם.
בשלב האחרון, יש להגדיר את צבע ההדפסה של כל אובייקט. לכן, בחר חלק לצבע. לחצו פעמיים על 'מרקם' ו'רשת שינוי צבע' ובחרו צבע.
לחץ על סמל צייר על מעטפות, ואחריו לחיצה על הדגם המוצג במרכז המסך. לבסוף, החל שינויים ו הקפד לאשר את תיבת הדו-שיח הסרת חלק ישן. חזור על שלבים אלה עם כל האובייקטים והפגזים האחרים, בהתאמה.
לבסוף, יצא את כל האובייקטים להדפסה, כולל תמיכות ומעטפת פנימית, וייצא אותם כקבצים בודדים. הקפד לבחור בתבנית VRML מאחר שלפורמט STL אין אפשרות להעביר את מידע הצבע. פתחו את תוכנת ההדפסה בתלת-ממד של מערכת תלת-ממד וייבאו את קובצי ה-VRML שנוצרו בשלב הקודם.
בחר מילימטרים כיחידה אחת. סמן את שמור על מיקום והחל על כל הקבצים. ולהגדיר את סוג החומר ZP151.
כעת מקם את דגם ה-3D בנפח ההדפסה על-ידי כוונון המיקום והסיבוב שלו. במקרה של מודל הגולגולת, ודא שהפתח פונה כלפי מעלה. עבור אל תוכנית ההתקנה, בחר ZP151 כסוג חומר והגדר את עובי השכבה למילימטר אחד.
בדוק פיצוי בליד, ולאשר. לאחר מכן, לחץ על בנה וה השאר את כל ההגדרות מוגדרות מראש. לבסוף, בדוק את מצב המדפסת ולחץ על הדפס.
לאחר סיום ההדפסה, יש לפרוק את הדגם על ידי הסרה זהירה של אבקה רופפת באמצעות שואב אבק. חשוב לא ליצור קשר ישיר עם המודל עם צינור היניקה כדי למנוע מבנים דקים להתפרק. הסר את הדגם, ונקה אותו על ידי החלת אוויר בלחץ בזהירות, כמו גם ניקויו באמצעות מברשת רכה.
במצב זה, המודל הוא עדיין שביר מאוד. כדי להגביר את היציבות ואת מצב הצבע, לשים את המודל בתוך אמבט פלסטיק, לחדור אותו עם פתרון התקשות. פתרון עודף יש להסיר עם אוויר בלחץ כדי לשמור על כל פרטי פני השטח נשמרים.
תן למודל לרפא במשך כמה שעות עד שהוא יבש לחלוטין. הדפסים תלת-מימדיים צבעוניים שונים של חולים עם כונדרוסארקומה נוצרו. הטכניקה של הדפסה תלת-ממדית צבעונית מאפשרת לשלב היבטים אנטומיים שונים כגון מבנים גרמיים ורקמות רכות, שכל אחד מהם נגזר מדרך הדמיה שונה, בשילוב באובייקט אחד.
בהגדרת סימולציה כירורגית, חומר הגבס של הדפס צבעוני הראה תכונות דמויי עצם ו ניתן לקדוח בקלות לחתוך. טכניקה זו מציעה גם את האפשרות לצבוע את המבנה הפנימי של האובייקט, כגון העורק הראשי הפנימי הנוסע דרך הגידול. על ידי הסרת שכבות של גידול עם המקדחה, העורק האדום מתגלה במהלך סימולציה כירורגית.
כדי להוכיח את הדיוק של הטכניקה, מודלים תלת-ממדיים נסרקו ב טומוגרף ממוחשב. המודלים שנוצרו להדפסה פוזרו בסריקות אלה. נוצר מיפוי סטייה, ודיוק נקבע ב-50 נקודות משטח שנבחרו באקראי.
סטייה ממוצעת של 21 מיקרון מדגימה את בהתאם הגבוה של ההדפסה תלת-מימדית בהשוואה לנתונים המקוריים. הוכח כיצד לשלב דרכים שונות להדמיה קלינית להדפס תלת-ממדי צבעוני אחד. יתר על כן, הוצג שינוי של זרימת העבודה הסטנדרטית להדפסה בתלת-ממד כדי לאפשר ייצור של דגמים בצבעים נפחיים.
בנוסף, דיוק חופף של הדפסות תלת-ממדיות בהשוואה שנתון הדימות המקורי הראה דיוק גבוה. לסיכום, מודלים אלה בצבע מלא מאפשרים סימולציה כירורגית של מצבים מורכבים ואנטומיים אפילו, כגון גידולים מבוססי גולגולת, אשר הוצג בסדרה של מחקרי מקרה.
