کاربرد پرینت سه بعدی در صنعت پزشکی

هنگامی که داریم یک اسکن سی تی یا ام آر آی را به یک مدل سه بعدی تبدیل می‌کنیم، اولین چیزی که باید به آن توجه کنیم این است که نیاز داریم چه چیزهایی را نشان بدهیم؛ استخوان‌ها، رگ‌ها، و اندام‌های صلب را باید به روش‌های مختلفی مدل‌سازی کنیم. یک مدل با ساختارهای منسوخ‌شده نه تنها از دقت مدل کم می‌کند، بلکه تولیدکردنش هم سخت‌تر می‌شود. اسکنی که مشخصه‌های مناسبی داشته باشد کار ایجاد مدل سه بعدی قابل پرینت را راحت‌تر می‌کند. کنترایت داخل وریدی و ضخامت برش، ویژگی‌هایی هستند که باید به آن‌ها توجه کنیم.

اگر بخواهیم ساختارهای استخوانی را به‌صورت سه بعدی مدل‌سازی کنیم، تصاویر بدون کنتراست معمولا برای داشتن یک پرینت با جزئیات بالا بهتر هستند. برای مدل‌‌هایی که شامل ارگان‌های صلب، تومورها، یا ساختارهای عروقی هستند، تقریباً همیشه باید از اسکن‌هایی استفاده کنیم که کنتراست آن‌ها افزایش پیدا کرده است.

اثر کنتراست داخل وریدی در این دو تصویر محوری (عرضی) سی تی اسکن بالای شکم نشان داده شده است. در اسکن دست راست آئورت تقویت شده است، در حالی که در اسکن سمت چپ آئورت کاملاً شبیه به بافت های نرم مجاور به نظر می رسد. کنتراست امکان جداسازی ساختارهای مورد نظر را در مرحله در پسا پردازش فراهم می کند. نرم افزار: Embodi 3D

زمانی که داریم برای تهیه یک مدل سه بعدی برنامه‌ریزی می‌کنیم، علاوه‌بر تقویت کنتراست، ضخامت برش و تفکیک‌پذیری هم به همان اندازه مهم هستند و باید به آن‌ها توجه کرد. اکثر اسکن‌هایی که ازنظر بالینی سودمند هستند، با تفکیک‌پذیری کافی برای پرینت سه بعدی، به دست می‌آیند. با این حال، اگر سعی کنید یک مدل آناتومی را از اسکنی که برش‌های ضخیمی دارد به صورت سه بعدی پرینت کنید، مدل نهایی شما ضمخت می‌شود. براساس منابع مختلف هنگام تولید یک مدل سه بعدی، آنچه مهم است این است که از اسکن‌هایی استفاده کنید که ضخامت برش‌هایشان از 25/1 میلی متر کمتر باشد.

ضخامت برش‌هایی که اسکن سی تی یا ام آر آی می‌گیرد، مستقیماً به جزئیات تولیدشده در یک اسکن سه بعدی ترجمه می‌شود. باتوجه به آیتم انتخابی، انتخاب تصاویر باید با واکسل‌های همسانگرد 25/1 میلی‌متری یا کمتر بازسازی شود. براساس ارائه‌ای که مایو کلینیک در مارس سال 2016 منتشر ساخت، برش‌هایی با ضخامت 5/1 تا 3 میلی‌متر برای ساختارهای بزرگتر، و برش‌هایی با ضخامت 75/0 برای استخوان‌های ریز به کار می‌رود. مقاطع ضخیم‌تر ممکن است دقت مدل را به خطر بیاندازد، درحالیکه مقاطع بسیار باریک (مثلاً کوچک‌تر از 25/0 میلی‌متر) ممکن است، به ویژه وقتی مصنوع تصویر وجود داشته باشد، به تقسیم‌بندی گسترده و اصلاح STL نیاز داشته باشند.

مدل‌های قلبی که مقاطع 5/0 میلی‌متری دارند از دقت کافی برخوردار هستند، اما اشیاء باریک مثل کف حدقه چشم به مقاطع باریک‌تری نیاز دارند. معمولاً، مقاطع ضخیم‌تر باعث می‌شوند که مدل‌های پرینت‌شده واضح نباشند یا دقت کمتری داشته باشند. از طرفی، مقاطعی که به‌طور غیرضروری نازک باشند معمولا عملیات پسا پردازش را تا حدی زیادی طولانی می‌سازد.