Name: multicolor 3d printing of complex intracranial tumors in neurosurgery
Uploaded: 2020-01-11T14:00:00
Duration: 14 min 15 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Multicolor 3D Printing of Complex Intracranial Tumors in Neurosurgery at JoVE.com

Deler av dette arbeidet har blitt presentert som en plakat på det årlige møtet i den tyske Nevrokirurgisk Society (DGNC) 2019 i Würzburg, Tyskland og som en kort presentasjon på det årlige møtet i det tyske Society for computer and robot assistert kirurgi (CURAC) 2019 i Reutlingen, Tyskland.

Protokollen ble godkjent av den ansvarlige lokale etikk komiteen (Ethikkommission der Landesärztekammer Rheinland-Pfalz, Deutschhausplatz 3, 55116 Mainz, Tyskland). Alle institusjonelle retningslinjer for Stell og bruk av pasientdata ble fulgt.
1. segmentering av medisinsk bildebehandling data og etablering av en virtuell 3D-modell
Merk: programvaren vi brukte for segmentering var Amira 5.4.5. Den segmentering prosessen kan også oppnås ved hjelp av åpen kildekode-programvare (f. eks, 3D slicer, <a href="https://www.slicer.org/" target="_blank">https://www.slicer.org/</a>)
<ol><li>Bruk bildedata med høy romlig oppløsning (f.eks. en skive tykkelse på 1 mm eller mindre). Her, en skallen CT datasett med en skive tykkelse på 0,5 mm og ytterligere MRI data med en skive tykkelse på 1 mm ble brukt. Bruk CT data for segmentering av bein, kontrast forbedret T1 MRI bilder for segmentering av tumor og nevrale strukturer, samt time-of-Flight (TOF) bilder for fartøy.</li>
	<li>Last ned DICOM-filer på datamaskinen og åpne segmentering programvare. Importer filene til de ulike bildebehandlings metodene, og velg mappen med bildedata.</li>
	<li>Klikk på CT bilder og koble dem med en volum rendering modul (Volren). Velg speilende utheving for en mer realistisk gjengivelse, og Juster glidebryteren for fargeoverføring for å visualisere bare bein. Fortsett ved å importere MRI-sekvenser og koble dem til en volum gjengivelses modul også.</li>
	<li>Registrering<ol>
<li>Fordi MRI-og CT-bildene ikke overlapper hverandre, er det nødvendig å fusjonere de ulike bildedataene. Derfor Høyreklikk på MRI datasett og velg beregn &Gt; affine registrering. Velg Referanse ved å klikke på den hvite firkanten i modulen, og dra deretter MARKØREN til CT.</li>
		<li>I den registrering Module egenskaper la alle innstillinger på standard og klikk på Juster Centers, etterfulgt av å klikke Registrer. De to forskjellige bildedata settene er nå smeltet sammen. Gjenta dette trinnet for alle ytterligere bildedata sett.</li>
	</ol></li>
	<li>Verifisering av samsvarende nøyaktighet:<ol>
<li>Sjekk matchende nøyaktighet ved å skjule volum gjengivelser (Klikk på den oransje kvadrat av modulen) og legge en OrthoSlice modul til Mr bilder. Klikk på den hvite trekanten og velg Colorwash. Neste klikk på den hvite firkanten, velg data og koble denne porten med CT data ved å dra musen på den.</li>
		<li>Juster fargen glidebryteren for å visualisere nevrale strukturer oppå bein hodeskallen strukturer. Se etter eventuelle avvik ved å bytte vekt faktor glidebryteren mens du ser på grensen mellom skallen og hjernen overflater samt ventriklene. Gjenta denne fremgangsmåten på forskjellige sektorer i koronale og sagittal retninger.</li>
	</ol></li>
	<li>Volum redigering<ol>
<li>Deaktiver OrthoSlice -modulens synlighet, og Aktiver volum GJENGIVELSEN av CT på. Gå til CT-dataene og se etter den laveste verdien i datasettet, i dette tilfellet-2 048.</li>
		<li>Deretter legger du til en volum redigerings modul, kobler Volren -modulen til utdataene og angir utfyllingsverdien til-2 048.</li>
		<li>Falle i staver opp på kutt innenfor og flekk området å bli fjernet inne det 3D viewport. Merk: det er viktig å unngå overlapping med deler som ikke er ment å bli fjernet.</li>
		<li>I dette eksempelet ble deler av kjeven benet og den øvre cervical ryggsøylen fjernet.</li>
	</ol></li>
	<li>Segmentering av bein<ol>
<li>Deretter må de resterende benet være segmentert og omgjort til en overflate mesh. For å gjøre dette, klikk på Segmentering Editor, velger du endret CT bildesekvens, og legge til en ny Labelset ved å klikke på ny.</li>
		<li>Nå velger terskel som en segmentering alternativ. Sett nedre glidebryteren til en verdi på ~ 250 i tilfelle av en CT. Kontroller at tynne bein strukturer som Tinning benet eller øvre orbital region er valgt i forhåndsvisningen. Ellers kan du justere nedre terskel, men unngå å velge noe bløtvev.</li>
		<li>Neste klikk på Velg og til slutt legge til valget til labelset (ved å klikke på den røde pluss-ikonet).</li>
		<li>Gå tilbake til basseng visningen. Det er opprettet en ny labelset for CT. Høyreklikk og velg beregn &Gt; Surface gen, sjekk Compactify alternativet, og klikk Påfør.</li>
		<li>Til slutt legger du til en SurfaceView -modul og justerer fargen på det genererte nettet.</li>
	</ol></li>
	<li>Segmentering av andre strukturer<ol>
<li>Legg til andre relevante strukturer ved å gjenta de forrige trinnene. I tilfelle av tumor, manuell segmentering ble brukt i stedet for en terskelverdi operasjon.</li>
		<li>For å utføre manuell segmentering, gå til Segmentering Editor, og velg Manuell segmentering alternativet (pensel ikon) for å markere strukturer som svulst i hver skive. Til slutt legger du til valget igjen ved å klikke på plussikonet. Dermed vil svulsten, den optiske nerven, og de intrakraniell fartøyene bli segmentert og lagt til modellen.</li>
	</ol></li>
	<li>Eksportere nett<ol>
<li>Til slutt eksportere generert maskene i STL-format ved å høyreklikke på mesh og klikke på Lagre. Velg binær STL som filformat.</li>
	</ol></li>
</ol>2. utarbeidelse av den virtuelle 3D-modellen for flerfarget utskrift
Merk: programvaren som brukes til utskrifts forberedelser i denne protokollen er Netfabb Premium 2019,0. Autodesk tilbyr gratis bruk av denne programvaren i sitt utdanningsprogram.
<ol><li>Importer data og utfør automatisk reparasjon.</li>
	<li>Åpne utskrifts Forberedelses programmet og Importer maskene som ble generert i de forrige trinnene, som nye deler. Merk av for automatisk reparasjon , og klikk på Importer.</li>
	<li>Slette små løse deler<ol>
<li>Velg skallen og dele sine skjell i deler ved å klikke på endre &Gt; Split shells i deler. Dette skiller eventuelle løse gjenstander som ikke er koblet til skallen bein.</li>
		<li>Velg skallen bein og slå sin synlighet av.</li>
		<li>Velg deretter alle andre deler og slett dem.</li>
		<li>Slå skallen synlighet på igjen.</li>
		<li>Gjenta dette trinnet for alle andre objekter.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Fjerne overlappende områder. Merk: i noen regioner, for eksempel svulsten inne i Petrosa toppen av skallen, overlapper geometrien til begge objektene hverandre. For å unngå utskriftsfeil, er det nødvendig å fjerne slike kryss.<ol>
<li>Velg de to kryssende objektene og klikk på boolske operasjoner.</li>
		<li>Flytt objektet som skal trekkes fra den andre til den røde siden av listen, og klikk på Bruk. Nå er de to objektene er klart adskilt. Dette bør kontrolleres ved å veksle deres synlighet.</li>
		<li>Gjenta disse trinnene for å la svulsten samt arterien inne i svulsten til å bli klart adskilt fra hverandre.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Legg til støtte strukturer der det er nødvendig.<ol>
<li>Ved basilar arterien er det behov for ekstra støtte for å hindre at objektet løsner fra å være en løs del etter utskrift.</li>
		<li>Legg til et nytt objekt, i dette tilfellet en sylinder (fil &Gt; del bibliotek), og Juster dimensjonene og inndelingene etter behov.</li>
		<li>Plasser sylinderen til å krysse helt med skallen og fartøyet geometri.</li>
		<li>Nå utfører den boolske operasjonen på nytt for å trekke fra delene i benet og blodkaret.</li>
		<li>Gjenta dette trinnet for å legge til flere støtter der det trengs (for eksempel synsnerven).</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. forberedelse for volum farging av utvalgte deler
Merk: for å tillate volum farging av visse deler er det nødvendig å generere ikke bare ett overflate skall, men mange subshells (ekstra overflater) inne i objektet.
<ol><li>Velg svulsten, i dette tilfellet, og generere et nytt skall fra den (høyreklikk > endre &Gt; generere Shell).</li>
	<li>Sett en skall tykkelse på 0,3 mm i Inner offset Mode med en nøyaktighet på 0,15 mm og Påfør. Merk av for Behold opprinnelig del . Dette genererer et indre skall med en avstand på 0,3 mm til den opprinnelige overflaten.</li>
	<li>Velg den utvendige overflaten av begge skjell og generere et nytt skall fra den. Velg en skall tykkelse på 0,25 mm i hul modus med en nøyaktighet på 0,15 mm. Merk også av for Fjern original del . Dette genererer et mellomrom på 0,05 mm mellom de to tilstøtende skjell.</li>
	<li>Gjenta trinn 3.1 – 3.3 slik at flere indre skjell med konstante tykkelser og invariant forskyvninger opprettes. Merk: det anbefales å bruke en skall tykkelse på 0.35 – 0,25 mm, samt en forskyvning på 0,1 – 0,05 mm for å oppnå glatt farge.</li>
	<li>Gjenta trinn 3.1 – 3.4 med alle andre objekter, for eksempel blodkarene.</li>
</ol>4. farging og eksportering av 3D-modellen
Merk: farging av alle deler av modellen, inkludert de distinkte nestede skjell, er gjort ved hjelp av Netfabb programvare.
<ol><li>Velg en del som skal farges i deler-menyen på venstre side. Dobbel falle i staver teksturen og fargen maske ikon. Velg en farge ved å klikke på fargelinjen på høyre side. I den øverste menyen venstre klikk på Paint på shells ikon. Deretter venstre klikker du på modellen som vises i midten av skjermen. Til slutt igjen falle i staver på søke endre bokse med inne det lavere rett avkrok. Kontroller at du har merket av for Fjern gamle deler .</li>
	<li>Gjenta disse trinnene med alle andre objekter og skjell, henholdsvis.</li>
	<li>Eksporter alle objekter. Velg alle objekter som skal skrives ut, inkludert støtte og indre skjell, og eksporter dem som individuelle filer. Pass på at du velger VRML-formatet (WRL), fordi STL-formatet ikke er i stand til å transportere fargeinformasjonen.</li>
</ol>5. trykking og etterbehandling av 3D-modellen
<ol><li>Sette opp 3D-skriveren Merk: den 3DPrint programvare (versjon 1,03) ble brukt til å kontrollere ZPrinter 450 bindemiddel spyling maskin.<ol>
<li>Åpne programvaren og importere de fargede VRML-filer ved å klikke på Åpne og velge alle relevante data. Klikk på Åpne -knappen i nedre høyre hjørne av vinduet. I det etterfølgende vinduet velger du millimeter som enheter. Sørg for å sjekke Behold posisjon og orientering i tillegg til bruk innstillinger til alle filer bokser. Til slutt velger du Z151 som materialtype. Klikk på neste -knappen.</li>
		<li>Hvis du vil plassere 3D-objektene inne i Build-volumet, merker du alle objektene ved å trykke &LT; STRG > + A -tasten.<ol>
<li>I vinduet øverst til venstre, som representerer XY-visningen for Build-volumet, klikker du og drar de markerte objektene til midten. I vinduet nederst til venstre som representerer XZ-visningen av Build-volumet, klikker du og drar objektene i midten av den nedre delen over den gule linjen.</li>
			<li>Hvis en hel hodeskalle modell er skrevet ut, være sikker på at åpningen vender oppover. Hvis isolerte små modeller skrives ut, må du passe på å justere ømfintlige deler som fartøy med XY-flyet, fordi denne orienteringen vil øke styrken på de respektive delene.</li>
			<li>Kontroller riktig retning på modellene ved å klikke og flytte dem i vinduet på høyre side.</li>
		</ol>
</li>
		<li>For å forberede byggeprosessen, klikk på setup -ikonet i den øvre menyen. Kontroller at riktig Material type er valgt, og at lagtykkelsen er satt til 0,1 mm. Den utfallende kompensasjon bør kontrolleres og Skriv ut i monokrom alternativet ukontrollert.</li>
		<li>Å starte utskriften forarbeide, falle i staver på bygge ikon inne det øvre meny. I det påfølgende vinduet velger du hele Build og klikker på OK knapp. Kontroller at i følgende skriver status dialog alle oppførte elementer er riktig innstilt og at skriveren er tilkoblet. Deretter klikker du på Skriv ut -knappen i den nedre delen av dialogboksen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Etterbehandling av modellen Merk: Bruk alltid Laboratoriefrakk, hansker, øyebeskyttelse og en maske mens du håndterer det løse pulveret og herding. Arbeid alltid på et godt ventilert sted.<ol>
<li>Utpakking<ol>
<li>Etter at utskriften er ferdig, Pakk ut modellen ved å forsiktig fjerne det løse pulveret med den integrerte støvsugeren. Det er viktig å ikke direkte kontakte modellen med sugerør for å hindre at tynne strukturer fra å bryte fra hverandre.</li>
			<li>Fjern modellen og rengjør den ved å bruke trykkluft i tillegg til å rengjøre den med en myk børste. Tykkere, mer stabile, deler av modellen kan i tillegg være bakken med en hardere pensel. Dette valgfrie trinnet gir en jevnere overflatebehandling. Husk at i denne tilstanden modellen er fortsatt svært skjør.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Infiltrasjon<ol>
<li>Sett modellen inne i en plast tub.</li>
			<li>Infiltrere det forsiktig med herding løsningen til ingen hvitaktig områder er synlige.</li>
			<li>Overskuddet løsningen må fjernes med trykkluft og disponibel papirhåndklær for å opprettholde alle overflaten detaljer.</li>
			<li>La modellen kur i flere timer før den er helt tørr.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Frank, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+endoscopic+transnasal+transsphenoidal+approach+for+the+treatment+of+cranial+base+chordomas+and+chondrosarcomas.">The endoscopic transnasal transsphenoidal approach for the treatment of cranial base chordomas and chondrosarcomas.</a> Neurosurgery. 59, 50-57 (2006).</li><li>Wu, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+evaluation+of+different+far+lateral+approaches+to+the+cranio-vertebral+junction+using+the+microscope+and+the+endoscope:+a+cadaveric+study+using+a+tumor+model.">Quantitative evaluation of different far lateral approaches to the cranio-vertebral junction using the microscope and the endoscope: a cadaveric study using a tumor model.</a> Acta Neurochirurgica. 160, 695-705 (2018).</li><li>Huang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+small+3D-printing+model+of+macroadenomas+for+endoscopic+endonasal+surgery.">A small 3D-printing model of macroadenomas for endoscopic endonasal surgery.</a> Pituitary. 22 (1), 46-53 (2018).</li><li>Stone, J. J., Matsumoto, J. M., Morris, J. M., Spinner, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preoperative+Planning+Using+3-Dimensional+Printing+for+Complex+Paraspinal+Schwannoma+Resection:+2-Dimensional+Operative+Video.">Preoperative Planning Using 3-Dimensional Printing for Complex Paraspinal Schwannoma Resection: 2-Dimensional Operative Video.</a> Operative Neurosurgery. 16 (3), 80 (2018).</li><li>Scerrati, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+workflow+to+generate+physical+3D+models+of+cerebral+aneurysms+applying+open+source+freeware+for+CAD+modeling+and+3D+printing.">A workflow to generate physical 3D models of cerebral aneurysms applying open source freeware for CAD modeling and 3D printing.</a> Interdisciplinary Neurosurgery. 17, 1-6 (2019).</li><li>Kamio, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Utilizing+a+low-cost+desktop+3D+printer+to+develop+a+"one-stop+3D+printing+lab"+oral+and+maxillofacial+surgery+and+dentistry+fields.">Utilizing a low-cost desktop 3D printer to develop a "one-stop 3D printing lab" oral and maxillofacial surgery and dentistry fields.</a> 3D Printing in Medicine. 4, 6 (2018).</li><li>Kondo, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+neurosurgical+simulation+of+skull+base+tumors+using+a+3D+printed+rapid+prototyping+model+containing+mesh+structures.">A neurosurgical simulation of skull base tumors using a 3D printed rapid prototyping model containing mesh structures.</a> Acta Neurochirurgica. 158, 1213-1219 (2016).</li><li>Awad, M., Gogos, A. J., Kaye, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skull+base+chondrosarcoma.">Skull base chondrosarcoma.</a> Journal of clinical Neuroscience: Official Journal of the Neurosurgical Society of Australasia. 24, 1-5 (2016).</li><li>Jones, P. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Outcomes+and+patterns+of+care+in+adult+skull+base+chondrosarcomas+from+the+SEER+database.">Outcomes and patterns of care in adult skull base chondrosarcomas from the SEER database.</a> Journal of Clinical Neuroscience: Official Journal of the Neurosurgical Society of Australasia. 21, 1497-1502 (2014).</li><li>Karakas, A. B., Govsa, F., Ozer, M. A., Eraslan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+Brain+Imaging+in+Vascular+Segmentation+of+Cerebral+Venous+Sinuses.">3D Brain Imaging in Vascular Segmentation of Cerebral Venous Sinuses.</a> Journal of Digital Imaging. 32 (2), 314-321 (2018).</li><li>Dong, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+brain+arteriovenous+malformation+models+for+clinical+use+and+resident+training.">Three-dimensional brain arteriovenous malformation models for clinical use and resident training.</a> Medicine. 97, 9516 (2018).</li><li>Dolinski, N. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solution+Mask+Liquid+Lithography+(SMaLL)+for+One-Step,+Multimaterial+3D+Printing.">Solution Mask Liquid Lithography (SMaLL) for One-Step, Multimaterial 3D Printing.</a> Advanced Materials. 30, 1800364 (2018).</li><li>Coelho, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multimaterial+3D+printing+preoperative+planning+for+frontoethmoidal+meningoencephalocele+surgery.">Multimaterial 3D printing preoperative planning for frontoethmoidal meningoencephalocele surgery.</a> Child's Nervous System: ChNS: Official Journal of the International Society for Pediatric Neurosurgery. 34, 749-756 (2018).</li><li>Javan, R., Cho, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Assembled+Prototype+Multimaterial+Three-Dimensional-Printed+Model+of+the+Neck+for+Computed+Tomography-+and+Ultrasound-Guided+Interventional+Procedures.">An Assembled Prototype Multimaterial Three-Dimensional-Printed Model of the Neck for Computed Tomography- and Ultrasound-Guided Interventional Procedures.</a> Journal of Computer Assisted Tomography. 41, 941-948 (2017).</li></ol>

Denne studien ble støttet av en bevilgning fra det medisinske fakultetet fra Johannes Gutenberg-universitetet i Mainz til M.K. ("Biomatics-Stufe 1 Förderung").

Behandlingen av intrakraniell chondrosarcoma er i hovedsak basert på fullstendig kirurgisk fjerning. Ofte ligger på Petrosa Apex, denne svulsten er nær viktige strukturer som den interne hals puls arterien, den optiske nerven, og hypofysen. Derfor planlegger kirurgisk baner er et avgjørende skritt før kirurgi. Flerfarget 3D-utskrift muliggjør fusjon av disse strukturene, som hver er avledet fra ulike bildebehandlings metoder, til ett enkelt objekt.
Under forberedelsene til 3D-utskrift er det viktig å nøye velge tilstrekkelig bildedata. Høyoppløselige bilder med en liten skive tykkelse er godt egnet for 3D-rekonstruksjon og glatte overganger, mens høy skive tykkelser vil produsere grove, ujevne gjenstander. Et annet kritisk trinn i metoden er å unngå kryss av to nabokommunene objekter som tumor og skallen bein. Derfor må boolske operasjoner utføres for å trekke ett objekt fra den andre.
For å tillate volum farging er det nødvendig å lage løk skall-lignende undergrunnens inne i et objekt (figur 2a,B). Det er nødvendig å ha en minimumsavstand mellom to tilstøtende flater på minst 0,1 mm for å få jevnt fargede objekter (figur 2D). Hvis avstanden som er valgt, er over denne verdien, kan det hende at de individuelle skjellene inne i objektet blir synlige (figur 2C). Oppmerksomhet bør rettes mot et økt farge forbruk av 3D-skriveren når du brukervolum coloring. Videre er det også viktig å sjekke modellen for eventuelle løse deler og legge til støtte når det er nødvendig (f. eks, basilar arterien).
Metoden kan bare produsere stiv, plaster-lignende materiale som ikke er veldig holdbar. Spesielt uten herding prosedyren, kan modellen enkelt ødelegges under utpakking prosedyren. Dermed skjøre elementer som blodkar ofte en tendens til å bryte fra hverandre.
Teknikken er heller ikke egnet for simulering av bløtvev. Å simulere hjernevev, for eksempel, kan det være nødvendig å enten skrive den ut med en metode som er i stand til å produsere myke og harde materialer direkte12,13 eller å skrive ut muggsopp som kan brukes til å kaste myke gjenstander, for eksempel silikon gummi14. I en test tilfellet ble sistnevnte metoden brukes til å simulere en myk svulst. Begrensningen av denne siste prosedyren var at selv om silikon svulsten var svært fleksibel, var det nødvendig å ha nok plass til å sette den inn i 3D trykt modell. Videre var det ikke mulig å skape indre strukturer, slik som et blod fartøy.
3D bindemiddel spyling er en additiv produksjon teknikk som monterer objekter av delvis herding og fargelegger tynne lag av pulver. Således, den innrømmer for trykking en nær ubegrenset omfang av fargene, fargen overgang, og farget strukturer innenfor det kvantum av emner inne ettall enkelt forarbeide.
Sammenlignet med andre utskrift teknikker som filament skrivere, som produserer de laveste kostnadene, men bare tillate to eller tre farger på en gang, og Poly jet skrivere som produserer flerfarget, multi-materielle objekter, men er svært kostbart, tilbyr denne teknikken en kompromiss til en rimelig pris. Gjennomsnittlig materialkostnad for en trykt hodeskalle var om €150.
Med denne metoden er det mulig å visualisere enda mer abstrakte data som filament fibre avledet fra Mr fiber sporing sekvenser eller funksjonell Imaging skildrer, for eksempel hjernen tale-området (f. eks Broca% s område).
Bortsett fra kirurgisk simulering, 3D trykt, fullt farget modeller av ekte pasient anatomi kan bidra til å forbedre utdanningen av medisinske studenter eller unge leger slik at de bedre kan forstå komplekse anatomiske relasjoner. Det er også et viktig verktøy i pasientens utdanning.

Kirurgisk behandling av hodeskallen base svulster er en utfordrende oppgave som krever presis preoperativ planlegging1. Multimodal avbildning ved hjelp av beregnede tomografi (CT) og magnetisk resonans imaging (MRI) gir kirurgen informasjon om pasientens individuelle anatomi. I klinisk praksis er denne diagnostiske informasjonen vist ved å vise en rekke todimensjonale (2D) tverrsnitt som representerer ulike aspekter av anatomien (f. eks CT for visualisering av bein, CT angiografi for fartøy, Mr for bløtvev).
Men spesielt for nybegynnere, medisinstudenter og pasienter, forstå komplekse relasjoner av ulike 3D-strukturer til tverrsnitt bilder er utfordrende. Foruten avdød studier2, kan dette problemet løses ved å etablere ekte-størrelse anatomiske modeller av individuelle patologi, viser anatomiske strukturer i forskjellige farger3.
Takket være tekniske fremskritt de siste årene, teknologi for 3D-utskrift tillate kostnadseffektiv bygging av komplekse former4,5. Derfor gir denne teknikken muligheten til å konstruere pasientspesifikke anatomiske modeller som er konkrete, tydelig skildre romlige forhold, og kan brukes til kirurgisk planlegging og simulering. Spesielt i sjeldne og komplekse tilfeller som Petrosa Apex hondrosarkomy, preoperativ simulering av tumor fjerning i et enkelt tilfelle kan bidra til å forbedre selvtilliten til kirurgen og pasientens utfall.
Common FDM-utskrift (filament deponering modellering) teknikker bare tillate oppretting av objekter med en lukket overflate i ett eller et begrenset utvalg av farger6. For å gi en modell for kirurgisk simulering som inneholder ulike komplekse formede anatomiske strukturer hovedsakelig nestet inni hverandre, fullt volumetrically fargede 3D-utskrifter er nødvendig. Dette gir en påfølgende fjerning av vev lag til en intern struktur er avslørt.
Plaster-basert farge 3D bindemiddel spyling er en teknikk i stand til å produsere de nødvendige flerfarget modeller7. Mens i sin standardkonfigurasjoner bare overflaten av et objekt kan være farget, her en modifisert teknikk er beskrevet for å sikre volum anvendelse av farge til interne anatomiske strukturer.
For å demonstrere denne teknikken, tilfeller av pasienter med hodeskallen base hondrosarkomy ble valgt som et eksempel. Hondrosarkomy står for 20% av alle neoplasi i skjelettsystemet, for det meste plassert i de lange beina. Primære hodeskallen base hondrosarkomy er en sjelden tilstand ansvarlig for 0,1-0,2% av alle intrakraniell svulster8. Hovedsakelig ligger på Petrosa Apex, disse tumorer vokse i et komplekst anatomisk miljø som involverer sentrale strukturer som intern hals puls arterien, den optiske og andre skallen nerver, samt hypofysen. Behandling av disse svulster er i hovedsak fokusert på en total kirurgisk reseksjon, fordi adjuvant behandling alene (for eksempel stråling) ikke er effektive nok9.
På grunn av kompleksiteten og sjeldenhet av denne tumor enhet, preoperativ kirurgisk simulering i en 3D trykt hodeskalle modellen kan bidra til å bedre visualisere og forstå anatomi og å bistå kirurgen oppnå fullstendig reseksjon. Som vist av andre10,11 3D-utskrift av pasientspesifikke modeller forbedrer både beboere og erfarne neurosurgeons forståelse av komplekse nevroanatomi.
Men å skape slike individualisert modeller fra medisinsk imaging data krever ferdigheter i bildet segmentering, 3D-modellering, og 3D-utskrift, spesielt når anatomiske strukturer skal skrives ut i forskjellige farger. Dette manuskriptet har til hensikt å gjøre fabrikasjon av de beskrevne anatomiske modeller mer tilgjengelig for andre ved å gi en detaljert protokoll for konvertering av medisinsk imaging data til virtuelle 3D-modeller og for fabrikasjon av flerfarget 3D-objekter.
Arbeidsflyten består hovedsakelig av fire deler: 1) segmentering av medisinsk bildebehandling data og etablering av en virtuell 3D-modell; 2) utarbeidelse av den virtuelle 3D-modellen for flerfarget 3D-utskrift; 3) forberedelse for volum farging av utvalgte deler; og 4) 3D-utskrift og etterbehandling.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3D printer</td>
			<td>3D Systems (formerly Zcorp)</td>
			<td>x</td>
			<td>Zprinter Z450</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D printing software</td>
			<td>3D Systems (formerly Zcorp)</td>
			<td>x</td>
			<td>3DPrint Software (Version 1.03)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Binder solution for cartridge</td>
			<td>4D Concepts GmbH, Gro&#223;-Gerau, Germany</td>
			<td>42-0100-7001</td>
			<td>VisiJet PXL Binder Cartridge clear 1 x ca. 1 Liter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infiltration solution</td>
			<td>4D Concepts GmbH, Gro&#223;-Gerau, Germany</td>
			<td>42-0250-1090</td>
			<td>Color-Bond 90, 1 bottle, 454 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Modeling Software for 3D print preparation</td>
			<td>Autodesk, San Rafael, CA, USA</td>
			<td>x</td>
			<td>Netfabb Premium (Version 2019.0)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Print head for binder</td>
			<td>4D Concepts GmbH, Gro&#223;-Gerau, Germany</td>
			<td>42-0150-2010</td>
			<td>HP 11 print head (C4810A)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Print head for color</td>
			<td>4D Concepts GmbH, Gro&#223;-Gerau, Germany</td>
			<td>42-0150-2011</td>
			<td>HP 57 printhead C 6657 AE Tricolor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Printing powder</td>
			<td>4D Concepts GmbH, Gro&#223;-Gerau, Germany</td>
			<td>42-0050-2061</td>
			<td>VisiJet PXL Core Eco Drum ca. 14 kg - ca. 11,47 L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Segmentation software</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td>x</td>
			<td>Amira 5.4.5</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

multicolor 3d printing of complex intracranial tumors in neurosurgery

Tredimensjonale (3D) utskrifts teknologier gir mulighet for visualisering av pasientspesifikke patologi i en fysisk modell av korrekte dimensjoner. Modellen kan brukes til å planlegge og simulere kritiske trinn i en kirurgisk tilnærming. Derfor er det viktig at anatomiske strukturer som blodkar inne i en svulst kan skrives ut til å være farget ikke bare på overflaten, men gjennom hele volumet. Under simulering dette gir mulighet for fjerning av visse deler (f. eks, med en høy hastighet Drill) og avslørende internt plassert strukturer av en annen farge. Diagnostisk informasjon fra ulike bildebehandlings metoder (f.eks. CT, MRI) kan dermed kombineres i ett enkelt kompakt og håndgripelig objekt.
Men forberedelser og utskrift av en slik fullt farget anatomisk modell er fortsatt en vanskelig oppgave. Derfor er en steg-for-steg guide gitt, demonstrere fusjon av ulike tverrsnitt Imaging datasett, segmentering av anatomiske strukturer, og etablering av en virtuell modell. I et andre trinn den virtuelle modellen er trykt med volumetrically fargede anatomiske strukturer ved hjelp av en gips-basert farge 3D bindemiddel spyling teknikk. Denne metoden gir svært nøyaktig gjengivelse av pasient spesifikk anatomi som vist i en serie med 3D-trykte Petrosa Apex hondrosarkomy. Videre modellene opprettet kan kuttes og bores, avslørende interne strukturer som gjør det mulig for simulering av kirurgiske prosedyrer.

Åtte pasienter med chondrosarcoma av Petrosa Apex ble valgt for studien og virtuelle 3D-modeller ble opprettet, som hver inneholder bein, tumor, fartøy, hypofysen, og optisk nerve krysset. Tre modeller gjennomgikk flerfarget 3D-utskrift ved hjelp av gips-basert farge 3D bindemiddel spyling teknikk (figur 1a1, a2). I tillegg ble det opprettet en enkelt svulst med en indre arterie (figur 1B1) for å vise fordelene med volum fargelegging sammenlignet med overflate farging (figur 1B2, B3).
Disse modellene ble brukt til å demonstrere simulering av en kirurgisk tilnærming (f. eks, Burr hullet opprettelse) og tumor reseksjon. Dette utskrift teknikken er tillatt for å kombinere anatomiske strukturer avledet fra ulike Imaging modaliteter i ett enkelt objekt.
Gipsen materialet hadde bein-lignende egenskaper og kan lett bores uten smelting. Dermed var det mulig å bruke den til å simulere en kirurgisk tilgang rute. Etter herding prosedyren var det stabilt nok til å reprodusere selv skjøre konstruksjoner som intracerebrale fartøyet treet.
Muligheten til å fargelegge hele volumet av modellen tillot et objekts indre struktur, slik som den interne halspulsåren som reiser gjennom svulsten, for å være tydelig å visualisere. Ved å fjerne lag av tumor med bore, den røde arterien ble gradvis avslørt under kirurgisk simulering.
For å bevise nøyaktigheten av teknikken, ble 3D-modeller skannet i en datamaskin tomograph. Modellene som ble opprettet for utskrift, ble lagt oppå disse søkene. En Avviks tilordning ble opprettet, og nøyaktigheten ble fastsatt i 50 tilfeldig valgte overflate punkter. Et gjennomsnittlig avvik på 0,021 mm demonstrerer den høye samsvar av 3D-utskriften sammenlignet med de opprinnelige dataene.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60471/60471fig01.jpg"> Figur 1: volum i forhold til Surface-fargede 3D-utskrifter. A1. Eksemplarisk full farge 3D-utskrift av en pasient med chondrosarcoma på høyre Petrosa Apex. A2. Detaljert visning av anatomiske strukturer (pil = indre hals puls arterien bifurkasjonen; O = optisk nerve Chiasm; T = tumor). B1. Blod fartøy krysser tumor volum og tverrsnitt nivå (stiplet linje). B2. Den konvensjonelle flerfarget utskrift teknikken avslører farge bare på overflaten. B3. Den modifiserte teknikken gir volumetrically fargede objekter som er egnet for avansert kirurgisk simulering. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60471/60471fig01large.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60471/60471fig02.jpg"> Figur 2: arbeidsflyt for volum farging av 3D-utskrifter. A. Virtual 3D modell av en svulst med et blodkar krysset sitt volum uten indre skjell. B. a tumor og en blodåre med flere indre skjell (avstand 0,05 mm). C. et eksempel på høy skall avstand (1 mm). Den enkle lag av fargede og hvite skjell er fortsatt synlig. D. et eksempel på lite skall avstand (0,1 mm). Objektets indre volum er helt farget. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60471/60471fig02large.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Multicolor 3D Printing of Complex Intracranial Tumors in Neurosurgery at JoVE.com

Multicolor 3D Printing of Complex Intracranial Tumors in Neurosurgery

Protokollen beskriver fabrikasjon av fullt fargede tredimensjonale utskrifter av pasientspesifikke, anatomiske hodeskallen modeller som skal brukes til kirurgisk simulering. De avgjørende trinnene for å kombinere ulike Imaging modaliteter, bilde segmentering, tredimensjonal modell utvinning, og produksjon av utskrifter er forklart.

Flerfarget 3D-utskrift av komplekse intrakraniell svulster i nevrokirurgi

Three-dimensional (3D) printing technologies offer the possibility of visualizing patient-specific pathologies in a physical model of correct dimensions. ...

Målet med denne prosedyren er å demonstrere trinnene for å lage 3D-trykte, helfargede, pasientspesifikke anatomiske modeller ved hjelp av data fra forskjellige bildemodaliteter. Ved å bruke eksempelet på kondrosarkomer av petrousex, hele prosessen med bildefusjon og segmentering, er generering av en virtuell 3D-modell og fabrikasjon av 3D-utskriften demonstrert. Videre er volumetrisk fargelegging av 3D-utskrifter egnet for kirurgisk simulering beskrevet.En rekke bildemodaliteter, som datatomografi og magnetisk resonansavbildning, viser forskjellige aspekter ved operasjonsstedet, som bein, bløtvev, svulst og kar. 3D-utskriftsteknologier gir den unike muligheten til å kombinere disse forskjellige aspektene i et enkelt, kompakt og håndgripelig objekt i dimensjoner i ekte størrelse som kan studeres og brukes til å simulere den kirurgiske tilnærmingen. Spesielt for kirurgisk simulering er det viktig å produsere 3D-utskrifter ikke bare farget på overflaten for å gi grundig volumetrisk farfaring for å tydelig visualisere strukturer som er nestet inne i hverandre, for eksempel et blodkar som krysser en svulst.Denne videoen gir en trinnvis veiledning for fabrikasjon av en helfarget anatomisk modell basert på eksempel på en kondrosarkom av petrousex. De avgjørende trinnene i denne prosedyren er fusjon og segmentering av medisinske bildedata, etterfulgt av opprettelsen av en virtuell 3D-overflatemodell. Som et tredje trinn er den virtuelle modellen klargjort for flerfarget 3D-utskrift, inkludert en modifisert arbeidsflyt for å tillate volumetrisk farging av bestemte deler.Til slutt beskrives utskrift og etterbehandling. Det er viktig å bruke bildedata med høy romlig oppløsning, for eksempel en skivetykkelse på en millimeter eller mindre. CT ble brukt til segmentering av bein.Kontrastforbedrede T1 MR-bilder ble brukt til segmentering av tumor- og nevrale strukturer og TOF-bilder for fartøy. Last ned DICOM filer på datamaskinen, og åpne Amira Software. Importer filene til de forskjellige bildemodalitetene, og velg mappen for bildedataene.Klikk på CT-bildene, og koble dem til volumgjengivelsesmodulen. Velg Specular for en mer realistisk gjengivelse, og juster glidebryteren for fargeoverføring for å visualisere bare bein. Fortsett med å importere MR-sekvensene, og koble dem også til en volumgjengivelsesmodul.Siden MR- og CT-bilder ikke overlapper hverandre, er det nødvendig å blande sammen de forskjellige bildedataene. Høyreklikk derfor på MR-datasettet, og velg Compute, Affine Registration. Velg Referanse, og diriger deretter markøren til CT. I egenskapene for registreringsmodulen lar du alle innstillingene være standard og klikker på Juster sentre, etterfulgt av å klikke Registrer.De to forskjellige bildedatasettene er nå smeltet sammen. Gjenta dette trinnet for alle ytterligere bildedatasett. Kontroller den samsvarende nøyaktigheten ved å skjule volumgjengivelsene og legge til en OrthoSlice-modul i MR-bildene.Velg Colorwash. Deretter klikker du på Data, og kobler denne porten til CT ved å dra musen til den. Juster fargeglidebryteren for å visualisere nevrale strukturer lagt til de benete skallestrukturene.Se etter eventuelle feiljusteringer ved å veksle vektfaktorglidebryteren og se på grensen mellom skallen og hjerneoverflaten, samt ventriklene. Gjenta denne prosedyren på forskjellige skiver og i koronar og sagittal retninger. Deaktiver OrthoSlice-modulens synlighet, og aktiver volumgjengivelse av CT på nytt. Gå til CT-dataene, og se etter den laveste verdien i dette datasettet, i dette tilfellet minus 2 048.Deretter legger du til en volumredigeringsmodul, kobler Volren-modulen til utdata og setter utfyllingsverdien til minus 2 048. Klikk på Klipp ut innvendig, og merk området som skal fjernes i 3D-visningsporten. Merk at det er viktig å unngå overlapping med deler som ikke er ment å bli fjernet.I dette eksemplet ble deler av mandiblebenet og de øvre livmorhvirvlene fjernet. Deretter vil det gjenværende beinet bli segmentert og omgjort til et overflatenett. Klikk derfor segmenteringsredigeringsprogrammet, og velg den endrede CT-bildesekvensen og legg til et nytt etikettsett.Velg nå Terskel som segmenteringsalternativ. Sett den nedre glidebryteren til en verdi rundt 250 i tilfelle en CT. Sørg for tynne beinstrukturer som det timelige beinet eller den øvre baneområdet som skal velges i forhåndsvisningen. Ellers justerer du den nedre terskelen, men unngår å velge bløtvev.Deretter klikker du på Velg. Og til slutt legger du til valget i etikettsettet. Gå tilbake til bassengvisningen.Det er opprettet et nytt etikettsett for CT. Høyreklikk og velg Databehandling, Surface Gen, merk av for Komprimer, og klikk Bruk. Til slutt legger du til en Surface View-modul og justerer fargen på det genererte nettet. Legg til andre relevante strukturer ved å gjenta de forrige trinnene.Ved svulsten ble manuell segmentering brukt i stedet for terskeloperasjonen. Dermed ble svulsten, optisk nerve og intrakranielle kar segmentert og lagt til modellen. Til slutt eksporterer du de genererte nettene ved å høyreklikke på nettet og klikke på Lagre.Velg STL som filformat. Åpne Netfabb, og importer nettene som genereres i de forrige trinnene som nye deler. Kontroller Automatisk reparasjon, og klikk importer.Velg skallen, og del skjellene i deler. Dette skiller eventuelle løse gjenstander som ikke er koblet til skallen bein. Velg skallen bein, og veksle synligheten av.Velg nå alle andre deler, og slett dem. Gjenta dette trinnet for alle andre objekter. Legg merke til, i noen regioner, for eksempel svulsten inne i petrous toppen av skallen, krysser geometriene til begge objektene med hverandre.For å unngå utskriftsfeil er det nødvendig å fjerne slike kryss. Velg derfor de to kryssende objektene, og klikk på boolske operasjoner. Flytt objektet som skal trekkes fra den andre til den røde siden av listen, og klikk på Bruk.Nå er de to objektene tydelig separert, noe som bør kontrolleres ved å veksle inn i synligheten. Ved å gjenta disse trinnene er svulsten så vel som arterien inne i svulsten tydelig skilt fra hverandre. Ved basilærarterien er det nødvendig med ekstra støtter for å hindre at objektet er en løs del etter utskrift.Legg til et nytt objekt, i dette tilfellet en sylinder, og juster dimensjoner og underavdelinger etter behov. Plasser sylinderen for å krysse helt med skallen og fartøyets geometri. Utfør nå den boolske operasjonen igjen for å trekke delene i beinet og blodkaret.Gjenta dette trinnet for å legge til flere støtter der det trengs. For å tillate volumetrisk farfaring av visse deler, er det nødvendig å generere ikke bare ett overflateskall, men mange subshells inne i objektet. Velg svulsten, og generer et nytt skall fra den.Sett en skalltykkelse på 3 millimeter i indre offset-modus med en nøyaktighet på 15 millimeter og påfør. Dette genererer et indre skall med en avstand på 3 millimeter til den opprinnelige overflaten. Velg det ytre skallet, og generer et nytt skall fra det.Velg skalltykkelsen på 25 millimeter i hulmodus med en nøyaktighet på 15 millimeter. Merk også av for Fjern opprinnelig del. Dette genererer et mellomrom på 05 millimeter mellom de to tilstøtende skjellene.Ved å gjenta disse trinnene opprettes flere indre skjell med konstante tykkelser og invariantforskyvninger. Det anbefales å bruke en skalltykkelse på 35 til 25 millimeter, samt en forskyvning på 1 til 05 millimeter for å oppnå jevn volumetrisk farge. Gjenta disse trinnene med alle andre gjenstander, for eksempel blodårene.I det siste trinnet må utskriftsfargen for hvert objekt angis. Velg derfor en del som skal farges. Dobbeltklikk på Tekstur og Fargenett, og velg en farge.Klikk på Paint on Shells-ikonet, etterfulgt av å klikke på modellen som vises i skjermsenteret. Til slutt, bruk endringer, og sørg for å bekrefte Fjern gammel del dialog. Gjenta disse trinnene med alle andre objekter og skjell, henholdsvis.Til slutt eksporterer du alle objekter som skal skrives ut, inkludert støtter og indre skall, og eksporterer dem som individuelle filer. Pass på at du velger VRML-formatet siden STL-formatet ikke kan transportere fargeinformasjonen. Åpne 3D-systemets 3D-utskriftsprogramvare, og importer VRML-filene som ble opprettet i forrige trinn.Velg millimeter som enhet. Merk av for Behold posisjon, og bruk på alle filer. Og sett materialtypen til ZP151.Plasser nå 3D-modellen i utskriftsvolumet ved å justere posisjonen og rotasjonen. I tilfelle skallen modell, sørg for at åpningen vender oppover. Gå til Oppsett, velg ZP151 som en materialtype, og sett lagtykkelsen til 1 millimeter.Sjekk Utfallende kompensasjon, og bekreft. Deretter klikker du på Bygg, og la alle innstillinger være forhåndsdefinerte. Til slutt kontrollerer du skriverstatusen og klikker på Skriv ut.Når utskriften er ferdig, pakker du ut modellen ved å forsiktig fjerne løst pulver med en støvsuger. Det er viktig å ikke direkte kontakte modellen med sugerøret for å hindre at tynne strukturer bryter fra hverandre. Fjern modellen, og rengjør den ved å forsiktig bruke trykkluft, samt rengjøre den med en myk børste.I denne tilstanden er modellen fortsatt veldig skjør. For å øke stabiliteten og fargesituasjonen, legg modellen inne i et plastkar, og infiltrer den med en herdingsløsning. Overskuddsløsning må fjernes med trykkluft for å holde alle overflatedetaljer vedlikeholdt.La modellen kurere i flere timer til den er helt tørr. Ulike flerfargede 3D-utskrifter av pasienter med kondrosarkom ble opprettet. Teknikken for flerfarget 3D-utskrift gjør det mulig å kombinere forskjellige anatomiske aspekter som benete og myke vevsstrukturer, hver avledet fra forskjellige bildemodaliteter, som skal kombineres i ett enkelt objekt.I et kirurgisk simuleringsoppsett viste gipsmaterialet til flerfarget trykk beinlignende egenskaper og kunne enkelt bores og kuttes. Denne teknikken gir også muligheten til å farge et objekts indre struktur, for eksempel den indre halspulsåren som reiser gjennom svulsten. Ved å fjerne lag av svulst med boret, avsløres den røde arterien under kirurgisk simulering.For å bevise nøyaktigheten av teknikken ble 3D-modeller skannet i den beregnede tomografen. Modellene som ble laget for utskrift, ble lagt over disse skanningene. En avvikstilordning ble opprettet, og nøyaktigheten ble bestemt i 50 tilfeldig valgte overflatepunkter.Et gjennomsnittlig avvik på 21 mikron viser den høye overholdelsen av 3D-utskriften sammenlignet med de opprinnelige dataene. Det ble demonstrert hvordan man kombinerer ulike kliniske bildemodaliteter i en enkelt flerfarget 3D-utskrift. Videre ble endring av standard arbeidsflyt for 3D-utskrift presentert for å tillate produksjon av volumetrisk fargede modeller.I tillegg viste overlappende nøyaktighet av 3D-utskriftene sammenlignet med de opprinnelige bildedataene en høy presisjon. Til slutt tillater disse helfargede modellene kirurgisk simulering av selv komplekse og anatomiske situasjoner, for eksempel skallebaserte svulster, som har blitt presentert i en rekke case-studier.

Research

JoVE Journal

Medicine

Intracranial Implantation with Subsequent 3D In Vivo Bioluminescent Imaging of Murine Gliomas

Intracranial Implantation with Subsequent 3D In Vivo Bioluminescent Imaging of Murine Gliomas

Intrakraniell Implantasjon med påfølgende 3D In Vivo Bioluminescent Imaging of murine Hjernesvulst

The mouse glioma 261 (GL261) is recognized as an in vivo model system that recapitulates many of the features of human glioblastoma multiforme (GBM). The ...

A Novel High-resolution In vivo Imaging Technique to Study the Dynamic Response of Intracranial Structures to Tumor Growth and Therapeutics

A Novel High-resolution In vivo Imaging Technique to Study the Dynamic Response of Intracranial Structures to Tumor Growth and Therapeutics

A Novel Høy oppløsning<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging teknikk for å studere den dynamiske respons Intrakraniale Structures til tumorvekst og Therapeutics

We have successfully integrated previously established Intracranial window (ICW) technology 1-4 with intravital 2-photon confocal microscopy to develop a ...

Optimization of High Grade Glioma Cell Culture from Surgical Specimens for Use in  Clinically Relevant Animal Models and 3D Immunochemistry

Optimalisering av høyverdig gliomacellekultur fra kirurgiske prøver til bruk i klinisk relevante dyremodeller og 3D-immunkjemi

Glioblastomas, the most common and aggressive form of astrocytoma, are refractory to therapy, and molecularly heterogeneous. The ability to establish cell ...

Creating Anatomically Accurate and Reproducible Intracranial Xenografts of Human Brain Tumors

Opprette Anatomisk nøyaktige og reproduserbare Intrakraniell xenografts of Human Brain tumorer

Orthotopic tumor models are currently the best way to study the characteristics of a tumor type, with and without intervention, in the context of a live ...

The Rabbit Blood-shunt Model for the Study of Acute and Late Sequelae of Subarachnoid Hemorrhage: Technical Aspects

The Rabbit Blood-shunt modell for studier av akutt og senskader av subaraknoidalblødning: Tekniske aspekter

Early brain injury and delayed cerebral vasospasm both contribute to unfavorable outcomes after subarachnoid hemorrhage (SAH). Reproducible and ...

A Pipeline for 3D Multimodality Image Integration and Computer-assisted Planning in Epilepsy Surgery

En rørledning for 3D Multimodalitet Bilde Integrerings- og Datamaskinassistert planlegging i Epilepsi Surgery

Epilepsy surgery is challenging and the use of 3D multimodality image integration (3DMMI) to aid presurgical planning is well-established. Multimodality ...

Three-Dimensional Printing of a Complex Aortic Anomaly

Tredimensjonale utskrift av en kompleks aorta anomali

Complex congenital aortic anomalies include diverse types of malformations that may be clinically asymptomatic or present with respiratory or esophageal ...

Combining Augmented Reality and 3D Printing to Display Patient Models on a Smartphone

Kombinere utvidet virkelighet og 3D-utskrift for å vise pasient modeller på en smarttelefon

Augmented reality (AR) has great potential in education, training, and surgical guidance in the medical field. Its combination with three-dimensional (3D) ...

3D Planning and Printing of Patient Specific Implants for Reconstruction of Bony Defects

3D Planlegging og utskrift av pasientspesifikke implantater for rekonstruksjon av bendefekter

We are in the midst of the 3D era in most aspects of life, and especially in medicine. The surgical discipline is one of the major players in the medical ...

Treatment of Facial Deformities using 3D Planning and Printing of Patient-Specific Implants

Behandling av ansiktsdeformiteter ved hjelp av 3D-planlegging og utskrift av pasientspesifikke implantater

Technological advancements in surgical planning and patient-specific implants are constantly evolving. One can either adopt the technology to achieve ...