مدل های تشریحی پرینت سه بعدی و کمک به برنامه‌ریزی پیش از جراحی

این روزها مدل های تشریحی پرینت سه بعدی در حوزه پزشکی نوین و فردی، ابزارهای مفیدی هستند که روز به روز کاربرد گسترده‌ای پیدا می‌کنند. از آنجا که موارد درمانی پیچیده‌تر شده‌اند و گاهی به درمان منحصر به فردی نیاز دارند، چنین مدل‌های بصری و لمسی می‌توانند کمک شایانی در مسیر درک و حل فرآیند درمان بیمار داشته باشند.

متخصصان، سازمان‌ها و موسسات مربوط به مراقبت‌های پزشکی هم اکنون در سراسر جهان از مدل‌های آناتومی پرینت شده استفاده می‌کنند؛ مدل‌های تشریحی در روند برنامه‌ریزی پیش از عمل، شبیه سازی قبل از انجام جراحی، اندازه‌گیری‌ها و آماده ساختن تجهیزات پزشکی، چه در جراحی‌های ساده و چه در نمونه‌های پیچیده کاربرد موثری دارند. تمام این موارد در صدها مقاله مستند شده‌اند.

پزشکان اغلب سعی می‌کنند به هنگام آماده سازی تدارکات و انجام جراحی زمان کمتری سپری کنند، چرا که این کار علاوه بر کاهش هزینه‌های اتاق عمل، نرخ خطرات تهدید کننده برای بیمار و مدت زمان بهبودی او را کاهش می‌دهد.

«نقطه قوت منحصر به فردی که در پرینت سه بعدی بر اساس تصویرسازی وجود دارد، در حقیقت قابلیت نمایش فضایی روابط آناتومیک با دقتی کمتر از یک میلی‌متر است.»

جفری دی. هیرش، پزشک متخصص (استادیار، مدیر انجمن رادیولوژی و مدیر دپارتمان رادیولوژی تشخیصی در دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند)

 

در حال حاضر نیز مدل‌های تشریحی که با استفاده از دستگاه‌های شرکت Formlabs پرینت می‌شوند، در بسیاری از عمل‌های جراحی فوق تخصصی به کار گرفته می‌شوند. از جمله پرینت های سه بعدی می‌توان به حوزه‌های ارتوپدی، قلب و قفسه سینه، عروق، دهان و فک و صورت (OMFC)، انکولوژی، جراحی پلاستیک، ترمیم، اورولوژی و بخش کودکان اشاره کرد.

در این مقاله مراحل کلی چگونگی تصویربرداری دیجیتال و فرمت فایل‌ها در زمینه پزشکی (DICOM) آموزش داده شده است، که فرمت گفته شده، قالب استاندارد ذخیره تصاویر در هرنوع سیستم بایگانی و مخابراتی قابل اجراست.

برای آنکه در محیط کار خود از فناوری پرینت سه بعدی استفاده کنید به چه چیزهایی نیاز دارید؟

  1. اسکنر ام آر آی یا سی تی و فرمت فایل‌های تصویربرداری مرتبط
  2. ضخامت پیشنهادی برای هر ورقه: ۰.۲۵ میلی‌متر تا ۱.۲۵ میلی‌متر مربع
  3. برای بخش بندی، یک کامپیوتر که نرم‌افزار تصویربرداری پزشکی روی آن نصب شده باشد. این کار می‌توان توسط شرکت دیگری برون سپاری شود.
  4. پرینتر سه بعدی مدل Form 2 و رزین؛ برای نمونه:
  • رزین سفید برای مدل‌های ارتوپدی یا جراحی دهان، فک و صورت مناسب است.
  • رزین شفاف برای موارد مربوط به قلب و عروق یا اورولوژی.
  • رزین دندانی قابل اتوکلاو و زیست سازگار برای رهنمون سازی جراحی. (فقط برای مصارف تایید شده استفاده شود)
  • مدل پرینترهای سه بعدی Form Wash و Form Cure برای عملیات پسا پردازش. (در ساخت نمونه‌های پزشکی پیشنهاد می‌شود)

فواید و کاربرد مدل‌های سه بعدی تشریحی پرینت شده

با توجه به نوع کار موسسه پزشکی خود می‌توانید از مدل‌های تشریحی به منظور کاربردهای اختصاصی بیمار و یا اهداف حوزه پاتولوژی استفاده کنید:

  • برنامه ریزی پیش از عمل و استفاده جراحان از مدل‌های مرجع حین عمل
  • اندازه‌گذاری وسیله (مانند صفحات فک پایین) و طراحی ابزارهای جراحی
  • ساخت قالب برای مواد و پروتزهای قابل کاشت (ممکن است مشمول مقررات باشد و/یا نیاز به تایید سازمانی داشته باشد)
  • آموزش کارآموزان و شبیه سازی آزمایشگاه‌ها
  • آموزش بیمار و بهبود حقیقی رضایت او

 

مقاله‌های بسیار زیادی منتشر شده‌اند و تلاش‌های بی‌پایانی جریان دارند که همه حاکی از قابلیت‌های پرینت سه بعدی در حوزه‌های پزشکی هستند. گزارش موارد استفاده این فناوری شامل برنامه‌ریزی پیش از عمل، کمک به روند جراحی حین عمل، ابزاری برای راهنمایی بیمار، ساخت ایمپلنت‌های سفارشی، قالب گیری ایمپلنت‌های استخوان از جنس سیمان یا پلی متیل متاکریلات، پروتزها و سینی‌ها است.

موارد پیش رو در حوز‌ه‌های گوناگون تخصص‌های جراحی موفقیت آمیز بوده‌اند که از میان آن‌ها می‌توانیم به عمل‌های جراحی مربوط به ارتوپد، قلب، دهان، فک و صورت، عروق، عصب، قفسه سینه، اسکلت عضلانی، جراحی پلاستیک و ترمیمی غیر از صورت، انکولوژی، اطفال و رادیولوژی مداخله‌ای و غیره را نام ببریم.

«در حالی که دوست دارم فکر کنم مغز من می‌تواند یک تفسیر سه بعدی را از یک سی تی اسکن دو بعدی بازسازی کند، از اشتباه بودن نسبی رویکردی که به مدت ۲۰ سال استفاده می‌کردم شگفت زده شدم. مدل‌های پرینت سه‌بعدی در برنامه‌ریزی بسیار ارزشمند بوده‌اند، به‌ویژه هنگام استفاده از ربات  daVinci

دکتر رونالد هربینکو (اورولوژیست و دانشیار دانشکده پزشکی دانشگاه اورولوژی پیتسبورگ)

 

مزیت مهم دیگری که ساخت مدل های تشریحی سه بعدی به همراه دارد، آموزش دستیاران پزشکی، همراهان بیمار و دانشجویان است. مدل‌هایی که مخصوصا برای یک بیمار ساخته می‌شوند هنگامی اهمیت خود را به خوبی نشان می‌دهند، که شما هزینه‌های تست حیوانی، تشریح جسد و تجهیزات مورد نیاز آن‌ها در فضای آزمایشگاه ها، لوازم جراحی و سپس دفع آن‌ها را در نظر بگیرید.

۵ حوزه پزشکی که بیشترین استفاده از فناوری پرینت سه بعدی را دارند:

در حوزه رادیولوژی، کلید تشخیص و ارتباط پزشکان در حقیقت کاربرد گسترده تجسم پیشرفته است. در روش‌های سنتی، تجسم و تصویرسازی با استفاده از صفحات دو بعدی و در فرمت سی تی اسکن و ام آر آی انجام می‌شده است؛ به همین دلیل توسعه‌دهندگان نرم‌افزار اخیرا ابزاری طراحی کرده‌اند که به کمک آن تصاویر تشخیصی در قالب یک تفسیر سه بعدی از آناتومی بدن بازسازی می‌شود.

در میان گزینه‌های مختلف تصویرسازی سه بعدی، مدل‌های سه بعدی پرینت شده در واقع نمونه‌های پیشرفته‌ای هستند که مزیت‌های بیشتری به همراه دارند؛ مانند وجود بازخورد لمسی؛ و دیگر اطلاعات نیز ملموس هستند به طوری که انواع تصویرسازی‌هایی که پیش‌تر گفتیم از چنین ویژگی‌هایی برخوردار نیستند.

هنگامی که ناهنجاری شدید پای بیمار را نمی‌توان با تصاویر دوبعدی کاملاً مفهوم‌سازی کرد، جراحان از یک مدل ۳ بعدی پرینت شده کمک می‌گیرند تا با تجهیزات لازم برای اصلاح راه رفتن فرد برنامه‌ریزی کنند و البته با پرسنل بخش بالینی و متخصصان رزیدنتی ارتباط داشته باشند.

برای مثال، در انگلیس یکی از متخصصان جراحی‌های ارتوپد هنگام تصمیم‌گیری برای جراحی آسیب غیر طبیعی ساعد یک پسر جوان، با معاینه مدل سه بعدی سفارشی توانست به راه حل مناسبی با ریسک بسیار پایین دست یابد.

دکتر مایکل ایمز در این باره می‌گوید: «این مدل سفارشی شیوه استاندارد درمان را به کلی تغییر داد به گونه‌ای که روند پیچیده‌ای که با مطالعه ۳۰ عدد اسکن ۴ ساعت طول می‌کشد آنقدر ساده‌تر شد که تنها با جراحی بافت نرم ۳۰ دقیقه به طول انجامید.»

عمل جراحی موفقیت آمیز بود و کم تر از ۳۰ دقیقه زمان برد؛ یعنی بیشتر از ۳ ساعت از زمان مقرر در برنامه اصلی اتاق عمل کاسته شد و ۵۵۰۰ دلار از بودجه بیمارستان ذخیره شد. به دنبال آن نیز بیمار مدت زمان کمتری را در بخش مراقبت‌های پس از عمل سپری کرد و سریع‌تر بهبود یافت.

روند کلی کار از مرحله اسکن تا ساخت مدل های سه بعدی

تولید فایل‌های قابل پرینت و ساخت مدل‌های سه بعدی در جریان کاری تصویربرداری پزشکی، به اصلاحات جزئی و ملاحظات ویژه‌ای نیاز دارد.

روش منتخب را می‌توان در ۳ مرحله خلاصه کرد: دریافت تصویر، بخش بندی تصویر و چاپ سه بعدی.

۱. دریافت تصویر

اولین مرحله، گردآوری تصویر موردنظر است که همیشه در ترکیب روند کاری قرار داشته است. متداول‌ترین انواع تصویربرداری که مناسب فناوری چاپ سه بعدی‌اند، سی تی اسکن و ام آر آی هستند. به طور کلی هر نوع داده حجمی تصویری را می‌توان پرینت کرد که البته برای تمایز بافت‌ها کنتراست کافی را داشته باشد. سی تیِ پرتویی مخروطی معمولا در تصویربرداری مربوط به دندان، گوش و حلق و بینی کاربرد دارد؛ اما گاهی کنتراست آن از سی تی سنتی پایین‌تر است که در این صورت تقسیم‌بندی و بخش‌بندی تصویر را دشوار می‌سازد. در بخش دوم این مقاله می‌خوانید که چگونه اسکن بیمار را برای چاپ مدل‌های سه بعدی تنظیم کنید.

۲. بخش بندی تصویر

هدف اصلی این مرحله در حقیقت کاستن پیچیدگی تصویر اصلی است که با توجه به انگیزه درمانی بعضی از بخش‌ها دست‌نخورده باقی مانده و جدا می‌شوند. پس از آن که رادیولوژیست فایل‌ها را با فرمت مخصوص گردآوری می‌کند، باید نواحی مورد نظر را جدا کند تا نمونه قابل پرینت آن‌ها را ارائه دهد. در واقع فرآیند شناسایی و جداسازی بافت‌ها و نواحی خواسته شده، بخش بندی نام دارد. با توجه به میزان پیچیدگی مدل، این مرحله ممکن است زیر نظر رادیولوژیست، توسط یک تکنسین رادیولوژی انجام بگیرد یا اینکه رادیولوژیست مستقیم این فرآیند را به پایان برساند. زمانی که بخش‌بندی تصویر به پایان می‌رسد، جهت تایید نهایی جراح، نتیجه را بررسی می‌کند.

برای انجام بخش‌بندی نرم‌افزارهای رایگان و غیر رایگان مختلفی وجود دارد. (در پایان این بخش نام آن‌ها در یک لیست ارائه شده است.) پیش از آنکه یکی از نرم‌افزارها را انتخاب کنید الزامات قانونی موقعیت جغرافیایی، آیین‌نامه مقرر در موسسه کاری و هدف استفاده خود را در نظر داشته باشید.

مراحل بخش‌بندی نواحی مورد نظر به ۲ صورت دستی و خوکار می‌تواند انجام شود. از جمله روش‌های خودکار می‌توان به آستانه گذاری، تشخیص لبه و رشد منطقه اشاره کرد. در روش آستانه گذاری از پارامترهایی استفاده می‌شود که قابل شناسایی و با نواحی گزینش شده متناسب باشند، مانند بخش‌هایی از یک استخوان که در مقایسه با بافت استخوانی اطراف خود تراکم بیشتری دارد.

ساز و کار آستانه گذاری باید دائما پویا باشد و الگوریتم پیچیده‌ای در ثبت عواملی چون پارازیت‌های سی تی دارد و همچنین سخت‌شدگی پرتو ممکن است منجر به تولید نتایج نامطلوبی شود. روش خودکار دیگری که وجود دارد رشد منطقه نام دارد، در این شیوه الگوریتم‌ها، واکسل ها (کوچکترین جز ساختاری یک تصویر سه بعدی) را با توجه به شباهت و تقسیم‌شدگی و اینکه به کدام منطقه تعلق دارند، نسبت به واکسل‎‌‌‌های دیگر تعیین می‌کنند. در این روش ممکن است تنظیمات و اصلاحات اضافی نیاز باشد.

بعد از آنکه بخش‌بندی به پایان رسید، نمونه‌های تقسیم شده به فرمتی تبدیل می‌شود که در پرینتر سه بعدی قابل استفاده باشد. فرمت فایل معمولا STL یا OBJ است.

بعد از تبدیل فرمت فایل‌ها باید تنظیمات فیزیکی لازم را که در مدل سازی سه بعدی متداول است به عمل آورید؛ مثلا سطوح را صاف و هموار کنید، سوراخ‌ها را پر و دیگر موارد جزئی را اصلاح کنید. هر تکنسینی می‌تواند این تنظیمات را با استفاده از نرم‌افزارهای CAD یا CAM انجام بدهد و البته همیشه پزشک باید نتیجه را تایید کند تا از خروجی کار شما از نظر بالینی مطمئن شود.

مدل های تشریحی پرینت سه بعدی
پس از اینکه DICOM به دست رادیولوژیست برسد، باید مناطق مورد نظر را انتخاب کند تا برای چاپ سه بعدی قابل ارائه باشد. نرم افزار: ITK-Snap

۳. پرینت سه بعدی

فایل آماده شده را می‌توان صادر و برای ساخت مدل به حافظه پرینتر ارسال کرد. هنگامی که می‌خواهید یکی از فناوری‌های پرینت سه بعدی را انتخاب کنید باید عوامل بسیار مهمی را در نظر داشته باشید؛ مانند هزینه پرینتر، نرم‌افزار و مواد. سرعت پرینت، دقت و وضوح چاپ. میزان آسانی کار با آن و دسترسی به خدمات مصرف کننده، و در آخر هم جنس موادی که می‌خواهید پرینت بگیرید؛ به طوری که آیا ماده مورد نظر زیست سازگار است و در مصارف خاص قابلیت استریل شدن دارد یا خیر؟

قطعه پرینت شده باید با ایزوپروپیل الکل (IPA) شست‌وشو داده شود تا رزین اضافی از سطح آن زدوده شود؛ همچنین با توجه به نوع ماده به کار رفته و کاربرد قطعه، مدل در یک محفظه باید تحت عملیات پخت تکمیلی قرار بگیرد. مدل‌هایی که از جنس رزین‌های زیست سازگار ساخته می‌شوند قبل از استفاده حتما باید مرحله پخت تکمیلی را سپری کنند. استحکام و پایداری رزین‌های استاندارد شرکت Formlabs مانند رزین سفید و رزین شفاف، پس از عملیات پخت تکمیلی افزایش پیدا می‌کنند.

انتخاب گزینه‌های توانمند نرم‌افزاری و سخت‌افزاری برای پرینت سه بعدی در محل کار خود 

توجه: برای هر بخش تنها به یک نرم‌افزار نیاز دارید که یکی از مراحل این کار است. در تهیه فهرست پیش  رو سعی بر این بوده که مراجع و تحقیق شما را ساده‌تر کند و هیچ نرم‌افزار یا فروشنده‌ای را حمایت نمی‌کند. کسانی که می‌خواهند مدل‌ها را به صورت خودکار و بدون بخش بندی تولید کنند یا اینکه مراحل چاپ کاملا خودکار باشد، می‌توانند از تخصص شرکت‌های خدماتی ویژه استفاده کنند که به طور رایگان عملیات بخش بندی، تبدیل و یا حتی چاپ را انجام می‌دهند. (مانند شرکت های Anatomage، Armot Bionics، Axial3D و Materialise.) دیگر ارائه دهندگان خدمات تخصصی خدمات تبدیل، تقسیم بندی، و/یا چاپ را با دریافت هزینه ارائه می‌دهند.

لطفاً قبل از انتخاب نرم افزار، مقررات نظارت محلی و کاربردهای مورد نظر خود را در نظر بگیرید.

نرم افزار تبدیل + بخش بندی
Materialise Mimic ITK-SNAP
۳D Slicer ۴DICOM
Axial3D Seg3D
Osirix Embodi3D
Ossa 3D Vitrea Vital Images
Anatomage Medical Design Studio

آماده سازی ویرایش + دستکاری فایل، صاف کردن، و شناساییBlender
Materialise 3matic
Autodesk Meshmixer

مدل پرینترFormlabs Fuse 1
Formlabs Form 2 or Form Cell system

پرینتر مخصوص عملیات پسا پردازشFormlabs Finishing Kit
Ultrasonic Cleaner
Form Wash and Form Cure
CUREBox CB-4051

تنظیم اسکن بیمار برای مدل های سه بعدی

برخی از اسکن‌های تصویربرداری پزشکی متداول را نمی‌توان به مدل‌های با کیفیت سه بعدی تبدیل کرد به طوری که در آخر ساختار آناتومی مورد نظر واضح و دقیق باشد. انواع رادیوگرافی‌های ساده (X-rays) و سونوگرافی‌ها معمولا در پرینت سه بعدی استفاده نمی‌شوند و به طور کلی چنین روش‌های تصویربرداری توصیه نمی‌شود.

همان طور که پیش‌تر گفته شد، متداول‌ترین روش‌های تصویربرداری موجود برای ارزیابی ساختارهای داخلی، سی تی اسکن و تصویربرداری ام آر آی است. این اسکن‌ها می‌توانند فایل‌هایی با فرمت مناسب تولید کنند. فرمت پزشکی (DICOM)، فرمت استاندارد ذخیره‌سازی و انتقال تصاویر است که مانند لایه‌های پی در پی عمل می‌کنند.

اما نکته‌ای که وجود دارد این است که فرمت‌های استاندارد پزشکی یا همان (DICOM) را نمی‌توان در نرم‌افزارهای طراحی سه بعدی ویرایش، یا فایل آن‌ها را مستقیم برای پرینتر ارسال کرد. پس برای تبدیل فرمت این فایل‌ها، به فرمتی که برای چاپ سه بعدی مناسب باشد، مانند فایل‌های STL و OBJ، نیاز دارید. با استفاده از یک نرم‌افزار جداگانه باید مساحت سطح مورد نظر را حساب کنید. سطح انتخاب شده سپس به یک مدل سه بعدی تبدیل می‌شود.

تقریبا همه فایل‌های DICOM اگر از جزئیات کافی برخوردار باشند (مانند برش های نازک)، قابلیت تبدیل به فرمت‌هایی را دارند که با استفاده از آن‌ها ساختار خواسته شده را پرینت بگیرید.

معیاری برای تهیه یک اسکن قابل پرینت

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.

مدل های تشریحی پرینت سه بعدی
اثر کنتراست داخل وریدی در این ۲ 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 ۱/۲۵ 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 ۱/۲۵ میلی‌متری یا کمتر بازسازی شود. براساس ارائه‌ای که مایو کلینیک در مارس سال ۲۰۱۶ منتشر ساخت، برش‌هایی با ضخامت ۱/۵ تا ۳ میلی‌متر برای ساختارهای بزرگتر، و برش‌هایی با ضخامت ۰/۷۵ برای استخوان‌های ریز به کار می‌رود.

مقاطع ضخیم‌تر ممکن است دقت مدل را به خطر بیاندازد، درحالیکه مقاطع بسیار باریک (مثلاً کوچک‌تر از ۲۵/۰ میلی‌متر) ممکن است، به ویژه وقتی تصویر مصنوعی وجود داشته باشد، به تقسیم‌بندی گسترده و اصلاح STL نیاز داشته باشند. مدل‌های قلبی که مقاطع ۵/۰ 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.

اطلاعات ابتدایی در مورد کنتراست

این که یک اسکن سی تی درخشندگی‌اش متغیر باشد باعث می‌شود نرم افزار تقسیم‌بندی ساختارهای مختلف را از هم متمایز کند، و این به پرینت ناحیه یا اندام مورد نظر کمک می‌کند. بعضی ساختارها، مثل استخوان‌ها، ماهیتاً در اسکن‌های سی تی درخشان هستند. این باعث می‌شود پرینت سه بعدی سی تی بدون کنتراست راحت‌‌تر باشد. با این حال، زمانی که می‌خواهید یک رگ خونی، تومور، یا اکثر اندام‌ها را به صورت سه بعدی پرینت کنید، نیاز به کنتراست داخل وریدی (IV) دارید.

کنتراست درست قبل از گرفتن اسکن به بیمار داده می‌شود و این ساختارها را تقویت می‌کند. با کنتراست درون وریدی، رگ‌های خونی (شریان‌ها و سیاه‌رگ‌ها) و اندام‌های صلب (مثل، کبد، کلیه‌ها، طحال، قلب و مغز) در اسکن روشن‌تر هستند، که باعث می‌شود نرم افزار تقسیم‌بندی دقیق‌تر آن‌ها را از بافت‌های پیرامونشان متمایز کند. برای اینکه تفاوت بین سی‌تی‌های بدون کنتراست شکم و سی‌تی‌هایی که تباینشان تقویت شده را متوجه شوید، تصویر زیر را ببینید.

مدل های تشریحی پرینت سه بعدی
دو سی تی اسکن از قفسه سینه. تصویر سمت چپ نمای تاجی را نشان می‌دهد که از برش‌هایی با ضخامت ۵ میلی متر ساخته شده است، در حالی که اسکن سمت راست نمای مشابهی از قفسه سینه را با استفاده از برش‌هایی به ضخامت ۱ میلی متر نشان می‌دهد. برش‌های ضخیم در تصویر سمت چپ ساختارهای درشتی ایجاد می‌کند که منجر به یک مدل چاپی با کیفیت پایین‌تر می‌شود. نرم‌افزار Embodi 3D

ملاحظات نظارتی

خواهشمندیم پیش از آنکه از فناوری چاپ سه بعدی یا مدل‌های تشریحی استفاده کنید، قوانین محلی، جدول‌های اطلاعاتی مواد، اطلاعات بیمار و الزامات موسسه‌ای را در نظر داشته باشید. لطفا توجه داشته باشید که مقررات و اسناد قابل تغییر هستند؛ پس همیشه مطمئن شوید از آخرین نسخه اطلاع پیدا می‌کنید.

نتیجه

موانع موجود در مسیر پزشکی دقیق و فردی، همواره در حال کاستن هستند. ظهور پرینترهای رومیزی مقرون به صرفه سبب شده است افراد حوزه مراقبت‌های پزشکی در همه تخصص‌ها، قابلیت تولید مدل‌های آناتومی را بر اساس نیاز بیمار داشته باشند به گونه‌ای که نتایج کار اثربخش باشد. در برخی موارد هزینه پرینتر در ابتدا زیاد به نظر می‌رسید، اما پس از انجام جراحی و صرفه جویی در زمان و بودجه اتاق عمل، به گونه‌ای که در فرآیند پیچیده عمل از مدل سه بعدی پرینت شده جهت آماده سازی استفاده شده بود، قیمت بالای پرینتر جبران شد.

      «تعریف پزشکی همه جا یکسان نیست، و اگر ابزاری مانند پرینتر سه بعدی رومیزی به شما کمک کند به راه حل‌های پزشکی منحصر به فردی دست پیدا کنید، استفاده از آن به بهترین شکل ممکن کار دشواری نخواهد بود.»

دکتر تاد گلدشتاین (PHD)

مدرس موسسه پژوهشی و پزشکی فاینشتاین و مدیر آزمایشگاه چاپ سه بعدی سلامت و سرمایه‌گذاری نورث ول

 

رمز عملکرد موفق در حقیقت درک و فهم چگونگی استفاده از پرینت سه بعدی است. در دستورالعملی که مطالعه کردید آنچه برای شروع نیاز دارید، شیوه‌ها و ابزارهای مناسب و اصول تبدیل اسکن بیمار به مدل قابل پرینت گفته شد.

مطالب پیشنهادی