Szczegółowy model mózgu drukowany 3D w mniej niż godzinę

Naukowcy z Harvard University i MIT stworzyli łatwy sposób drukowania w 3D bardzo szczegółowych modeli ludzkiego mózgu w mniej niż godzinę.

Teoretycznie, technologie obrazowania medycznego, takie jak skanowanie MRI i tomografia komputerowa, dają obrazy o wysokiej rozdzielczości w formie  serii „plasterków”, co czyni je oczywistym uzupełnieniem drukarek 3D, które również drukują w formie plastrów (slices). Pewien absolwent MIT, Steven Keating chciał zbadać swój własny mózg w związku z operacją usunięcia guza, lecz okazało się, że istniejące metody były zbyt czasochłonne, uciążliwe i nie udało się dokładnie ujawnić ważnych cech.

Zobacz także: Drukowanie 3D przy użyciu cukru może zrewolucjonizować świat medycyny

Keating współpracował z zespołem naukowców, w tym z doktorem Jamesem Weaverem, starszym naukowcem z Instytutu Wyss oraz dr Neri Oxman, dyrektor grupy Mediated Matter w MIT Media Lab w celu opracowania nowej techniki umożliwiającej łatwe i szybkie przekształcanie obrazów z rezonansu magnetycznego i tomografii komputerowej w modele fizyczne o niespotykanej szczegółowości.

Zobacz także: Naukowcy opracowali rusztowania kostne z nadrukiem 3D z dodatkiem kurkumy

Nowa metoda oferuje szybką i bardzo dokładną metodę przekształcania złożonych obrazów w format, który można łatwo drukować w 3D. Klucz leży w drukowaniu z zagmatwanymi bitmapami, cyfrowym formatem plików, w którym każdy piksel obrazu w skali szarości jest przekształcany w serię pikseli czarno-białych, a gęstość czarnych pikseli określają różne odcienie szarości, a nie same piksele, które różnią się kolorem.

Podobnie jak w przypadku obrazów czarno – białego papieru gazetowego, używających różnych rozmiarów kropek czarnego tuszu do przenoszenia cieniowania, im więcej czarnych pikseli jest obecnych w danym obszarze, tym jest ciemniej. Upraszczając, wszystkie piksele z różnych odcieni szarości, tworząc mieszaninę czarnych lub białych pikseli, wygaszone bitmapy, umożliwiają drukarkom 3D drukowanie złożonych obrazów medycznych przy użyciu dwóch różnych materiałów, które zachowują wszystkie subtelne odmiany oryginalnych danych z dużo większą dokładnością i szybkością.

„Wyobrażam sobie, że w ciągu najbliższych pięciu lat nadejdzie dzień, w którym każdy pacjent, który pójdzie do gabinetu lekarza na rutynowy lub nierutynowy skan CT lub MRI, będzie mógł uzyskać wydrukowany w 3D model w ciągu kilku dni ” – mówi Weaver.

Zespół naukowców wykorzystał drukowanie 3D oparte na bitmapie, aby stworzyć modele mózgu i guza Keatinga, które wiernie zachowały wszystkie gradacje szczegółów obecnych w surowych danych MRI, aż do rozdzielczości, która jest na równi z tym, co ludzkie oko może odróżnić z odległości około 9-10 cali.

Źródło: 3ders.org