Chine: les téléphones intelligents comme dispositifs d'imagerie pour les os humains à imprimer en 3D

Chine: les téléphones intelligents comme dispositifs d'imagerie pour les os humains à imprimer en 3D

Des chercheurs chinois évaluent le potentiel supplémentaire du smartphone dans les applications médicales, exposant leurs résultats dans

Historiquement, la formation sur le corps réel est l'un des meilleurs moyens pour les étudiants en médecine d'apprendre

«Le principal avantage de l’impression 3D réside dans sa capacité à créer des formes saisissables ou des caractéristiques géométriques de grande complexité, en surmontant les limites imposées par l’utilisation d’écrans plats pour la visualisation des données d’imagerie 3D. De plus, par rapport aux spécimens cadavériques embaumés, les modèles imprimés en 3D sont plus résistants à l’usure, plus faciles à nettoyer et à stocker et, essentiellement, respectueux de l’environnement », affirment les chercheurs.

Alors que de nombreuses industries bénéficient de l'impression 3D, les impacts sont indéniablement vastes dans le domaine médical, car les modèles anatomiques permettent la formation et la planification, et offrent un

« En effet, les rapports indiquent que l’impression 3D contribue à améliorer l’efficacité de l’enseignement et que les étudiants apprenant avec des modèles imprimés en 3D ont encore mieux performé dans les tests que ceux apprenant avec de vrais spécimens », ont déclaré les chercheurs.

Il y a encore des défis et des limites en termes d'impression 3D car la technologie continue d'évoluer dans le domaine médical; cependant, l'éducation et la connaissance des équipements spéciaux ont été une préoccupation particulière. Les chercheurs ont été motivés dans cette étude pour offrir une technologie facile à utiliser via l'imagerie 3D par téléphone, nécessitant une imprimante 3D de base pour fabriquer des modèles.

Organigramme de l'itinéraire technique. Trois étapes principales sont impliquées. tout d'abord, les spécimens acquis sont photographiés de partout pour obtenir suffisamment d'images 2D dans toutes les directions possibles. Deuxièmement, les images 2D sont converties en modèles numériques avec un serveur spécialisé basé sur le cloud. Troisièmement, après l'édition, les modèles numériques et les données de paramètres d'impression 3D sont appliqués à l'imprimante 3D pour l'impression. 2D, bidimensionnel; 3D, en trois dimensions.

Les échantillons d'os suivants ont été utilisés pour l'imagerie: fémur, côte, vertèbre cervicale et crâne. Les spécimens ont été photographiés à plusieurs reprises tout en tournant sur un plateau tournant.

«Lors de nos tests, le photographe a tenu le téléphone et capturé les images d’une main et a fait pivoter la platine avec l’autre main après chaque prise de vue. Deux séries de photographies ont été réalisées sur différents plans horizontaux », ont expliqué les chercheurs.

Spécimens originaux, modèles numériques et modèles imprimés 3D réalisés avec la technologie SLA. (A) fémur, (B) côte, (C) vertèbre cervicale, (D) crâne (les modèles numériques peuvent sembler plus petits en raison du mode d'affichage spécial dans matérialiser la magie, qui est différent d'une seule perspective). 3D, tridimensionnel; SLA, appareil de stéréolithographie.

Chaque spécimen a été photographié 80 à 100 fois, les photos étant téléchargées sur Get3D et les fichiers convertis envoyés à un service d'impression 3D en ligne en Chine. Les chercheurs ont déclaré que les coûts du fémur, de la côte, de la vertèbre cervicale et du crâne imprimés en 3D étaient respectivement de 20,27 $, 3,96 $, 1,13 $ et 35,40 $.

Analyse de l'écart entre les spécimens originaux et les modèles imprimés en 3D. La gradation sur le spectre de déviation est de 0,5 mm chacune; la couleur verte indique des écarts allant de

Analyse de l'écart entre les modèles numériques et les modèles imprimés en 3D. La gradation sur le spectre de déviation est de 0,5 mm chacune; la couleur verte indique des écarts allant de

Après évaluation, les chercheurs ont confirmé que leur méthode offrait une

« La caractéristique la plus remarquable du flux de travail proposé est qu’il fonctionne sans scanneurs ni ensemble de données CT / IRM, permettant ainsi une gamme plus large de technologies d’impression 3D pour des applications éducatives », ont déclaré les auteurs.

Les modèles offraient un bon affichage des caractéristiques anatomiques; par exemple, la foramine nutritive sur le fémur était

«Les modèles imprimés en 3D créés à l’aide de la méthode de photogrammétrie ne montrent que les caractéristiques externes des spécimens osseux; les structures internes sont invisibles. Les spécimens humains ont également cette limitation. Pour afficher les différents repères anatomiques à l’intérieur du crâne, trois ou quatre spécimens disséqués différemment doivent être utilisés. La même stratégie peut être appliquée lors de la création de modèles imprimés en 3D qui présentent différentes structures anatomiques – des échantillons disséqués ou tranchés différemment sont choisis comme ressources à soumettre à la photogrammétrie », ont expliqué les chercheurs lors de leur discussion finale.

«Le flux de travail de numérisation photogrammétrique adapté dans la présente étude démontre une précision assez élevée avec un coût relativement faible et moins d’équipements requis. Ce flux de travail devrait être utilisé dans l’enseignement des sciences morphologiques / anatomiques, en particulier dans les établissements et les écoles avec des fonds limités ou dans certains projets de recherche sur le terrain impliquant l’acquisition rapide de données numériques 3D sur des échantillons d’os humains / animaux ou sur d’autres restes. »

Comparaison des structures fines entre les spécimens, les modèles numériques et les impressions. (A) Foramina nutritif dans le grand trochanter (ci-dessus) et la fovea pour le ligament de la tête (ci-dessous). (B) Foramina nerveux dans la base crânienne (ci-dessus) et les structures intra-orbitales (ci-dessous). (C) Tubercle de la côte. (D) Foramina nutritif dans le corps vertébral

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