Naukowcy porównują ludzkie zwłoki i modele anatomiczne 3D wydrukowane w celu określenia dokładności drukowania

Dokładność jest bardzo ważna, jeśli chodzi o dopasowanie prowadnic chirurgicznych i płytek, ponieważ trudno jest scharakteryzować i przeanalizować te złamania z wyprzedzeniem, nawet za pomocą tomografii komputerowej. Jednak grupa badaczy z Holandii właśnie ukończyła badanie walidacyjne, aby sprawdzić dokładność modeli anatomicznych drukowanych w 3D do celów planowania chirurgicznego.

Ich wyniki zostały opublikowane w artykule zatytułowanym "Badanie walidacji 3D- drukowane modele anatomiczne z wykorzystaniem 2 drukarek PLA do planowania przedoperacyjnego w chirurgii urazowej, badanie na zwłoki ludzi "w European Journal of Trauma and Emergency Surgery; współautorami są Lars Brouwers z Elisabeth-Tweesteden Hospital, Arno Teutelink ze Szpitalem Bernhoven oraz Fiek AJB van Tilborg, Mariska AC de Jongh, Koen WW Lansink i Mike Bemelman ze szpitala Elisabeth-Tweesteden.

" Chirurdzy na ogół potrzebują lat praktyki, aby przekształcić dwuwymiarowy (2D) obraz w trójwymiarowy (3D) obraz w swoim umyśle, aby uzyskać właściwe zrozumienie wzorców złamań. Oprogramowanie CT w łatwy sposób umożliwia jednak renderowanie objętościowe 2DCT w rekonstrukcji 3D "- czytamy w wstępie do studium.

" Druk 3D jest coraz częściej wykorzystywany w przedoperacyjnym planowaniu klinicznych ortopedii, ortopedii urazowej i innych dyscyplin w przeszłości. dekadę [2]. Modele z nadrukiem 3D są łatwo dostępne dzięki szerokiej dostępności technik druku 3D i drukarek 3D. Drukowanie 3D przyczynia się do lepszego zrozumienia podejścia chirurgicznego, redukcji i unieruchamiania złamań, szczególnie w przypadku skomplikowanych złamań, takich jak złamania panewkowe.

"Jednak nie jest jasne, w jaki sposób model drukowany w 3D odnosi się do człowieka kość. Zgodnie z naszą wiedzą, nie ma literatury potwierdzającej dokładność modeli drukowanych w 3D w przedoperacyjnej strategii planowania, gdy stosuje się je do prawdziwych kości ludzkich. "

Zespół dokonał sekcji dziewięciu ludzkich zwłok, aby zdobyć trzy okazy każdego z osobna. miednicy, dłoni i stopy, a także wstawiono w nich tytanowe druty Kirschner (K-), aby zaznaczyć ważne anatomiczne punkty orientacyjne. Aby przekonwertować skany TK w formacie pliku DICOM do STL, zespół użył 64-plasterkowego CT Siemens Somatom Definition AS do przeskanowania próbek przy grubości plastra 0,6 mm, zanim przejdzie do następnego etapu przetwarzania obrazu .

Oprogramowanie Phillips Intellispace Portal zostało użyte do renderowania danych DICOM do rekonstrukcji 3D, a następnie dane zostały oczyszczone cyfrowo izapisane jako pliki STL, których punkty orientacyjne zostały zmierzone przez dwóch niezależnych recenzentów korzystających z Open Source Meshlab. Pliki zostały następnie zaimportowane i wygenerowany kod G, a następnie modele wydrukowane w 3D, w stosunku 1: 1, zarówno w Ultimakerze 3, jak i Replikatorze Makerbot Z18 przy użyciu materiału PLA.

Następnie niezależni obserwatorzy mierzyli odległości między drutami K w modelach drukowanych 3D i próbkach zwłok, oprócz Meshlab, 2DCT i rekonstrukcji 3D. Odległości te zostały zmierzone po raz drugi miesiąc później, z wyjątkiem próbek, ponieważ trzeba je było szybko usunąć. Oprócz analizy danych obserwatorów, zespół wykonał również pewne obliczenia, aby przedstawić przegląd ustawień procesu drukowania.

Według badania "najmniejszy spadek średniej odległości w milimetrach zaobserwowano w" 3D miednica z nadrukiem 1 ", - 0,3 i - 0,8% odpowiednio na Ultimaker i Makerbot w porównaniu ze zwłokami miednicy (1) Model 3D" Hand 2 "wykazał największy spadek, - 2,5 i - 3,2% na Ultimaker i Makerbot w porównaniu z ręką zwłoki (2) Najbardziej znaczące różnice w pomiarach stwierdzono w konwersji z pliku 3D na druk 3D oraz między zwłokami a modelem wydrukowanym w 3D z programu Makerbot. "