Мы скоро сможем получать трехмерную печатную модель своего мозга

Есть почти неограниченные возможности, когда дело доходит до трехмерной печати. Создать свои собственные цветные ювелирные украшения? Хорошо. Печать всего дома менее чем за 24 часа? Конечно! Теперь исследователи придумали быстрый и простой способ распечатать модели отдельных человеческих мозгов размером с ладонь, предположительно в попытке продвинуть научные усилия, но также и потому, что это хорошо.

МРТ и компьютерная томография создают изображения с такой детализацией, что объекты, представляющие интерес, должны быть изолированы от окружающих тканей и преобразованы в поверхностные сетки для печати. Это связано с тем, что радиолог вручную отслеживает желаемый объект на каждом «срезе» изображения в мозге, или это можно сделать с помощью автоматического порогового значения, когда компьютер преобразует области, которые содержат пиксели серого в твердые черные или сплошные белые пиксели, на основе оттенка серого, который выбирается как порог между черным и белым. Но поскольку данные медицинской визуализации часто содержат объекты неправильной формы и не имеют четких границ, интересующие их объекты обычно чрезмерно или недооцениваются, а детали вымываются.

Новая технология, разработанная Стивеном Китингом и командой в Институте Wyss в Гарварде, опирается на печать с загнутыми растровыми изображениями, цифровым файловым форматом, где каждый пиксель полутонового изображения преобразуется в серию черно-белых пикселей, а плотность черных пикселей - это то, что определяет разные оттенки серого, а не сами пиксели, различающиеся по цвету. Это похоже на то, как черно-белая газетная бумага использует разные размеры черных точек чернил для представления затенения.

Результатом стала трехмерная модель мозга Китинга, которая сохранила все детали, показанные в данных МРТ, вплоть до разрешения, которое находится на одном уровне с тем, что человеческий глаз может видеть с расстояния в 23 см. Команда применила тот же подход к другим частям тела.

«Наш подход не только позволяет сохранять и печатать большие объемы деталей в медицинских моделях, но также экономит огромное количество времени и денег», - говорит Джеймс Уивер, который также работал над проектом. «Например, при ручном разделении компьютерной томографии здоровой человеческой стопы со всей ее внутренней костной структурой, костным мозгом, сухожилиями, мышцами, мягкими тканями и кожей может потребоваться более 30 часов, даже квалифицированным специалистам. Мы в состоянии сделать это менее чем за час».

Команда надеется, что эта технология будет использоваться в больницах для проведения обычных экзаменов, диагнозов и обучения, минуя время и расходы, ранее используемые в 3D-графических медицинских наборах изображений. «Я предполагаю, что когда-нибудь в течение следующих пяти лет может наступить день, когда любой пациент, который отправляется в кабинет врача для рутинного или нетрадиционного сканирования КТ или МРТ, сможет получить трехмерную модель своих данных в течение нескольких дней», - говорит Уивер. Или, другими словами, вы сможете ходить с истинно-образной моделью вашего мозга на ладони.

Похожие записи

Расшифрована структура ключевого фрагмента ВИЧ, который может стать основой для создания вакцины

Расшифрована структура ключевого фрагмента ВИЧ, который может стать основой для создания вакцины

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) имеет крайне сложную структуру и очень высокую изменчивость и способность к мутации. Относится это и к белку, который играет основную роль в имплантации вируса в кл...

В России создают ИИ на основе big data для постановки диагнозов

В России создают ИИ на основе big data для постановки диагнозов

Большие данные (или big data) в последнее время все чаще находят применение в самых разных областях. Проще говоря, big data – это огромный массив неструктурированных данных, который можно использовать...

Новая технология позволяет обнаружить рак легких на самой ранней стадии

Новая технология позволяет обнаружить рак легких на самой ранней стадии

Одной из самых опасных форм рака является немелкоклеточный рак легких, который зачастую приводит к смертельному исходу из-за того, что средства для диагностики заболевания на ранней стадии зачастую ма...

Ученые показали, что произойдет, когда дрон столкнется с самолетом

Ученые показали, что произойдет, когда дрон столкнется с самолетом

Команда ученых из НИИ Университета Дейтоны создали видео, в котором показали, что может произойти с самолетом, когда он сталкивается с беспилотным летательным аппаратом, или попросту дроном. Результат...