Главная

Форум

Области применения стереолитографических прототипов

Медицина

Изготовление моделей костей и мягких тканей по томограммам

Подробнее о компьютерной и магнитно-резонансной томографии читайте здесь.

В челюстно-лицевой хирургии и ортопедической стоматологии с появлением SLA появилось новое направление. Пациенту делают магниторезонансную томографию (МРТ) проблемного участка, из неё формируется компьютерная 3D-модель, а по ней выращивается реальная модель костной ткани. Таким образом, доктор уже на следующий день держит в руках модель костей (зубов) пациента. Не стоит наверное говорить, насколько информативнее такая модель, чем МРТ.

Область использования медицинских SLA-моделей

Область использования медицинских SLA-моделей очень широка: проектирование ортопедических имплантатов, планирование черепно-челюстно-лицевой хирургии или моделирования аневризмы аорты, в судебно-медицинской экспертизе, антропологии, ветеринарии и многие другие отрасли:

Преобразование томограмм в 3D-модель

Томограф сохраняет послойно отснятые изображения в виде списка файлов-картинок. Преобразование такого набора графических файлов в единую 3D-модель может быть выполнено, например, в программе Materialize Mimics.

Для определения зоны «материализации» устанавливается граница серого цвета. Все области, окрашенные на томограмме светлее заданного уровня, будут перенесены в 3D-модель, а менее плотные ткани, представленные на МРТ более тёмными областями, будут проигнорированы. Уровень серого цвета выбирается в соответствии с задачей: получить по томограмме только плотные костные ткани, менее плотные хрящевые или только мягкие. Исходя из этих соображений, оператор регулирует требуемый уровень серого при обработке, и все элементы, которые выше уровня серого цвета автоматически подсвечиваются для контроля.

Выше показаны модели, выполненные с одной томограммы, но с разным уровнем серого. На левом рисунке уровень серого минимален, и в модель включены все мягкие ткани. Далее от рисунка к рисунку уровень серого цвета повышается и можно видеть, как из 3D-модели уходят сначала самые мягкие ткани, затем более плотные, и, наконец, остаются только костные.

Требование к томограмме

Для создания качественной 3D-модели необходимо, чтобы томограмма была снята с большим разрешением (слои менее 1 мм) и высокой контрастностью. При большей толщине слоев, 3D-модель получится грубой. Слева приведена модель, полученная по плохой томограмме с большим количеством "шумов" и толщиной слоя более 5 мм. На правом рисунке изображена модель, полученная из контрастной томограммы с толщиной слоев 1 мм.

Как правило, более контрастные изображения дают магнитно-резонансные томограммы (МРТ). Компьютерные томограммы (КТ) дают изображения, с неконтрастными переходами, что иногда затрудняет создание качественной модели.