A impressão bitmap permite a fabricação direta de modelos impressos em 3D para imagens médicas. Este método permite que o tecido mole, que contém propriedades materiais gradualmente variadas, seja impresso em 3D em alta resolução. A principal vantagem dessa técnica é a capacidade de replicar o tecido mole.
Isso proporciona aos cirurgiões uma maior compreensão espacial da variação do tecido mole em cirurgias complexas. Ao tentar este método pela primeira vez, recomenda-se trabalhar em estreita colaboração com o radiologista para garantir que a imagem seja adequada para o 3D. Demonstrando o procedimento estará Jane Brusilovsky, uma pesquisadora estudante de pós-graduação do meu laboratório.
Demonstrando a impressão estará Lawrence Smith, um candidato a doutorado do Matter Assembly Computation Lab, Boulder Begin, entrada de dados, abrindo o software de computação de imagem médica. No menu suspenso, clique no botão de arquivo e NO DICOM. Quando a janela do navegador DICOM abrir, selecione importação e aguarde que os arquivos DICOM de importação da janela popup do diretório apareçam.
Em seguida, navegue até a pilha de arquivos DICOM e clique em Importar. Para ativar metadados adicionais, selecione a caixa de seleção avançada. Em seguida, escolha o número da série desejada e clique no botão Examinar.
Ao garantir que a sequência desejada não esteja exibindo avisos, clique na caixa de seleção ao lado do arquivo de dados DICOM desejado e carregue. Uma vez que a sequência seja carregada no software de computação de imagem médica, explore o menu suspenso do módulo e selecione o módulo de renderização de volume. No módulo, selecione o nome da sequência no menu suspenso de volume para ativar a pilha de imagens e traduzir os dados em um volume voxelizado.
Certifique-se de que o nome do módulo ativo corresponda à sequência desejada selecionada anteriormente. Ao lado da queda de volume, clique no ícone do globo ocular para visualizar o volume selecionado em 3D. Certifique-se de que a janela de exibição 3D esteja aberta e que uma representação 3D em escala cinza seja visível.
Em seguida, clique na seta ao lado da guia avançada para abrir as ferramentas avançadas e selecione a guia de propriedade de volume para abrir o conjunto de controles para modificar o canal de cores do modelo voxel. Navegue até o menu de mapeamento de opacidade do scaler e clique no campo para criar pontos onde os valores de intensidade serão definidos pela opacidade. Em seguida, coloque pontos ao longo da escala para visualizar a anatomia de interesse, navegue até o menu de mapeamento de cores do scaler e, em seguida, clique no campo para criar pontos e especificar cores, correlacionadas com valores de intensidade.
Clique duas vezes no campo para abrir uma janela de cores selecionada para modificar a cor nas informações. Expanda a guia de módulos para selecionar o Editor de Segmento, sob as barras de ferramentas do editor do segmento, vá até a coluna de segmentação para selecionar Criar Nova Segmentação como, em seguida, digite um nome personalizado para a segmentação a partir da janela pop-up de segmentação de renome e clique em OK. A partir da queda de volume mestre, opte pelo volume ativo, tendo o mesmo nome da renderização de volume. Em seguida, clique no botão Adicionar diretamente abaixo do dropdown.
O contêiner do segmento será criado no campo abaixo. Navegue até o painel da ferramenta de efeitos e selecione a ferramenta Tesoura. No menu tesoura, Escolha, preencha por dentro, formulário livre e guias ilimitadas em ordem.
Em seguida, passe o mouse sobre a janela 3D e clique com o botão direito do mouse e segure enquanto desenha ao redor da área a ser apagada. Uma vez que uma amostra colorida apareça, mostrando qual área foi coberta, repita o processo até que todas as áreas a serem excluídas sejam cobertas. No menu de efeitos, vá para o volume da máscara e selecione dentro para excluir todos os dados de imagem cobertos pelo segmento.
Em seguida, modifique o valor de preenchimento para 1000 negativo. Em seguida, clique em aplicar e clique no globo ocular ao lado do volume de saída para mostrar o novo volume da máscara. Expanda a guia módulos para selecionar renderização de volume e clique no globo ocular para desligar a visualização.
No menu suspenso, selecione o volume mascarado recém-criado e clique no globo ocular para ativar o volume. Quando terminar, navegue até o menu de entradas e abra o menu de drop down de propriedades. Selecione a propriedade de volume criada antes.
Observe que o volume na visualização 3D está mascarado e codificado por cores. Selecione SlicerFAB do módulo drop down. Sob os parâmetros de impressão, confirme que a resolução X é de 600 DPI, a resolução Y é de 300 DPI e a espessura da camada é definida para 27 micrômetros.
Em seguida, abra o menu de parâmetros de saída para modificar a escala do modelo final, conforme necessário. Em seguida, selecione um local de arquivo para que as fatias sejam salvas e aperte Gerar. Para dithering, abra o software de edição de imagens e clique nas guias Arquivo e Abrir.
Em seguida, navegue até a primeira imagem da pilha de arquivos PNG que poderia ser criada na etapa anterior e clique no botão Abrir. Vá para o botão de janela para selecionar Ações e novas ações e digite um nome personalizado antes de pressionar OK. O botão de gravação deve permanecer ativo e lido para gravar a ação. Uma vez que a imagem tenha sido carregada, navegue até imagem, modo e cor indexada.
Na janela de índice, selecione no menu suspenso Local Perceptual e especifique o número de cores a ser 8. No menu forçado, selecione Custom e clique nos dois primeiros quadrados para abrir a janela de cores personalizada para selecionar a paleta de cores cortada como 100% magenta e garantir que C, Y e K estejam definidos como zero. No menu suspenso de opções, selecione as guias Matte e Custom.
Para Dither, selecione Difusão e para o valor selecione 100% antes de clicar em OK.To parar a gravação, navegar até o menu de ação e clicar no botão quadrado, fechar a janela ativa e clicar em não na janela de fotos de salvamento. Quando feito vá para Arquivo, Automatize e expanda a janela do lote para selecionar a ação criada na etapa anterior, clique na guia ação. No menu de origem, clique no botão Escolher para ir à pasta das imagens exportadas.
Selecionando o destino e a escolha, selecione um local de pasta de destino para os novos arquivos e clique OK.In software de impressão, clique em Aplicativos e inicie o Voxel Print Utility. Em seguida, digite o prefixo da pilha de arquivos PNG na caixa de texto prefixo dos arquivos de fatia, seguido clicando no botão Selecionar para navegar até a pasta onde a pilha de arquivos PNG está localizada. Quando terminar, bata ok. Depois de confirmar na faixa de fatia, que a primeira fatia e o número de fatias correspondem ao número de arquivos na pasta criada, verifique os parâmetros de corte, como a espessura fatiada, corresponde às configurações especificadas antes e a largura e altura da fatia correspondem à largura e altura dos arquivos PNG.
Sob a cor de fundo, certifique-se de que o fundo corresponde à cor de fundo e definido para não imprimir. Uma vez concluída, clique no botão Seguir. Na página de ferramentas, no mapeamento do material, selecione o material do menu suspenso a ser mapeado para a cor associada derivada dos arquivos PNG.
Repita o processo para cada cor no menu e clique em Concluir e OK. Na janela pop-up, a criação do GCVF foi bem sucedida. Processe os arquivos necessários através do software de impressoras 3D e revise os arquivos para impressão, antes de enviá-los para serem fabricados pela impressora 3D. A impressora 3D fabrica uma camada de modelo por camada até que o objeto seja preenchido.
Quando a impressora completar a impressão, remova a peça da cama de impressão com uma espátula. À medida que o objeto da impressora 3D sai da impressora com uma camada de material de suporte, remova o material de suporte com um jato de água de alta potência, até que todo o suporte seja removido. Quando feito, areia e polir o objeto impresso em 3D até ficar claro e liso.
A análise representativa mostra um resultado positivo para um modelo renal transversal e um modelo cardíaco seccionado. O modelo final combina visualmente com a renderização de volume em tamanho, forma e cor. Em alguns casos, as questões relacionadas ao dimensionamento uniforme podem resultar em um modelo que aparece estendido em uma direção.
Além disso, os problemas de dispersão da luz superficial através do modelo impresso resultaram nas infiéis traduções de cores desde a renderização digital até o modelo impresso. O modelo mal sucedido mostrou os vazios abertos que correm profundamente no modelo, resultando em uma distorção óptica. É fundamental que as imagens isotrópicas sejam usadas com a maior resolução espacial e a altura da fatia mais fina.
Este método abriu caminho para os pesquisadores explorarem a aplicação da variação das densidades materiais, permitindo a criação de modelos funcionalmente realistas.
