芬兰：研究医学成像误差对3D打印植入物的影响
时间：2020-05-27 08:45 来源：中国3D打印网 作者：中国3D打印网 阅读：次
AM已在医疗行业得到广泛应用，它已获得80多种AM的医疗器械许可，例如美国食品和药物管理局（FDA）的颌面植入物和膝关节置换系统。由于AM是一种通用的数字技术，不受患者特定工具的限制，因此其经济的批量生产使AM的大量增长成为可能，它在一个构建周期内使用最少的设置即可实现前所未有的几何自由。此外，它使独特的供应链具有增强的沟通和响应能力，从而补充了医疗领域的紧急状态。
如今，定制植入物通常由钛制成，尤其是针对头部或颈部的植入物。但是，仍然需要多孔钛，其能够在适当的机械性能下促进骨整合。此外，对无差错成像的需求也越来越大，因为将CT扫描转换为3D图像，进而转换为3D打印，从而可以更好地针对患者进行治疗。虽然使用了扇束多层CT（MSCT），并且在低对比度方面可以提供更好的分辨率，但是锥束CT（CBCT）系统具有以下优点：
.可接受的图像质量
.扫描时间好
.更好的负担能力
.减少辐射剂量
但是，随着2D图像转换为3D，无论用户采用基于体积，基于轮廓还是基于点云的方法，都需要使用阈值技术。基于体积的方法是最常用的，通过行进立方体算法。研究人员说：“该过程的每个步骤都会对最终的植入物造成几何误差。”随着时间的流逝，研究人员研究了CT系统和由此产生的过程中的不准确性链，从而引发了有关电压，阈值，软件，变化的AM技术，变化的硬件等更多细节的问题，在这里作者要指出，所有这些担忧“促使我们进行了占整个流程链更多的验证研究。”在进行了涉及植入物术前计划的案例研究后，作者调查了可能的误差以及它们如何影响最终用途的植入物。
评估最终用途植入物的累积误差的过程。
研究人员使用一个来自猪的9个月大的干燥头骨，扫描了标本并作了参考点。他们还设计了一种用于确认测量的QA体模，该体模由聚甲醛（POM）制成，该材料用于其他研究中的几种QA体模。
用于检查MSCT成像错误的质量保证Phantom。
“假设患者必须切除骨骨肿瘤，则使用3Data Expert软件对植入物进行数字化建模以替代畸形。研究人员说：“植入物的设计使用了从最佳CT成像和阈值参数获得的SD头的骨正确骨投影。”
sussususus（SD）头和幻影的多层计算机断层扫描（MSCT）成像参数
SD颅骨表面相对于分段SD头部表面的网格敏感性分析
研究人员说：“最坏情况的CT成像误差出现在MSCT系统的z轴上，并且产生的误差值仅次于其他过程。”结果表明，该表面确实包含合适的网格尺寸，处于从第三次迭代到第六次迭代的“稳态值”。在这种情况下，阈值误差向左侧显示负偏斜的不对称偏差。作者指出，该错误是“与其他过程相比最严重的错误之一。”因此，他们建议医学专家应意识到该错误“能够纠正植入物的系统性影响。” 这种错误还会传播到植入物，因为它是分割后的样品头的负值。可能也需要使用手动阈值替代方法，尽管这可能会花费额外的时间，作者建议这种工作产生更准确的.stl模型。
经验证的网格尺寸，干颅骨上的分段SD头的阈值误差
相对于光学扫描的干燥颅骨（蓝色），分割的SD头的阈值误差是CT协议和Hounsfield单位的函数。
“对植入物（例如眼眶底植入物）要求高精度的医生，应遵守建议的安全裕度。如果预期的过程和设备与本研究相同，或在将应用的方法与相关过程和设备作为质量控制和保证协议实施后，可以采取规定的纠正措施。
“此外，应该考虑的是，设计植入物以使其在初始阶段完美契合并非总是绝对必要的。舌黏膜穿孔是与患者特定植入物相关的并发症之一。如果植入支架的舌箔过高，则在术后愈合过程中容易在舌黏膜上穿孔。例如，在截骨线中拔出牙齿将导致边缘牙槽c的吸收并进一步重塑，这在植入物的规划过程中必须加以考虑。”
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