Есть почти неограниченные возможности, когда дело доходит до трехмерной печати. Создать свои собственные цветные ювелирные украшения? Хорошо. Печать всего дома менее чем за 24 часа? Конечно! Теперь исследователи придумали быстрый и простой способ распечатать модели отдельных человеческих мозгов размером с ладонь, предположительно в попытке продвинуть научные усилия, но также и потому, что это хорошо.
МРТ и компьютерная томография создают изображения с такой детализацией, что объекты, представляющие интерес, должны быть изолированы от окружающих тканей и преобразованы в поверхностные сетки для печати. Это связано с тем, что радиолог вручную отслеживает желаемый объект на каждом «срезе» изображения в мозге, или это можно сделать с помощью автоматического порогового значения, когда компьютер преобразует области, которые содержат пиксели серого в твердые черные или сплошные белые пиксели, на основе оттенка серого, который выбирается как порог между черным и белым. Но поскольку данные медицинской визуализации часто содержат объекты неправильной формы и не имеют четких границ, интересующие их объекты обычно чрезмерно или недооцениваются, а детали вымываются.
Новая технология, разработанная Стивеном Китингом и командой в Институте Wyss в Гарварде, опирается на печать с загнутыми растровыми изображениями, цифровым файловым форматом, где каждый пиксель полутонового изображения преобразуется в серию черно-белых пикселей, а плотность черных пикселей - это то, что определяет разные оттенки серого, а не сами пиксели, различающиеся по цвету. Это похоже на то, как черно-белая газетная бумага использует разные размеры черных точек чернил для представления затенения.
Результатом стала трехмерная модель мозга Китинга, которая сохранила все детали, показанные в данных МРТ, вплоть до разрешения, которое находится на одном уровне с тем, что человеческий глаз может видеть с расстояния в 23 см. Команда применила тот же подход к другим частям тела.
«Наш подход не только позволяет сохранять и печатать большие объемы деталей в медицинских моделях, но также экономит огромное количество времени и денег», - говорит Джеймс Уивер, который также работал над проектом. «Например, при ручном разделении компьютерной томографии здоровой человеческой стопы со всей ее внутренней костной структурой, костным мозгом, сухожилиями, мышцами, мягкими тканями и кожей может потребоваться более 30 часов, даже квалифицированным специалистам. Мы в состоянии сделать это менее чем за час».
Команда надеется, что эта технология будет использоваться в больницах для проведения обычных экзаменов, диагнозов и обучения, минуя время и расходы, ранее используемые в 3D-графических медицинских наборах изображений. «Я предполагаю, что когда-нибудь в течение следующих пяти лет может наступить день, когда любой пациент, который отправляется в кабинет врача для рутинного или нетрадиционного сканирования КТ или МРТ, сможет получить трехмерную модель своих данных в течение нескольких дней», - говорит Уивер. Или, другими словами, вы сможете ходить с истинно-образной моделью вашего мозга на ладони.
