یک پروژه نو آوری می بیند که تیمی از پزشکان و محققان دانشگاه فلورانس از چاپگر Mimaki 3DUJ-553 برای ایجاد مدلهای سه بعدی آناتومیکی با درجه وفاداری به رنگ بسیار بالا و قبلاً غیرقابل دستیابی در صنعت چاپ دیجیتال استفاده می کنند.

اشتراک آناتومی و چاپ سه بعدی چیست؟

 به عنوان علمی که شکل و ساختار بدن انسان را بررسی می کند ، طی قرن ها آناتومی اساس دانش پزشکی و علمی بوده است و همچنان رشته مشترک آموزش و توسعه حرفه ای هر پزشک است. تمرکز این رشته بررسی و در نتیجه تولید نمایش های مجازی از مورفولوژی بدن انسان است ، با درجه ای از واقع گرایی و صحت که - نقش مهمی در تضمین آموزش موثرتر انتشار دانش تشریحی - و همچنان بازی می کند - . و این دقیقاً همان جایی است که چاپ سه بعدی به عنوان یکی از پیشرفته ترین فناوری ارائه می شود که می تواند نقطه عطفی در نمایش آناتومیک بدن مانند چاپ دیجیتال کتاب انسان باشد.

یک گام بزرگ به جلو در این راستا در یک پروژه اخیر ایتالیایی شامل دانشگاه فلورانس و بمپان ، وارد کننده انحصاری ایتالیایی میماکی ، ساخته شد که از اشتیاق ، مهارت و عزم و اراده تیمی از پزشکان و محققان بصیر ، و رنگ آمیزی کامل و واقعی بهره می برد. قابلیت فناوری چاپ سه بعدی میماکی.

یک الگوریتم انقلابی برای نمایش گرافیکی فوق العاده

اشتیاق مشترک به آناتومی باعث شد فردیناندو پاترنوسترو ، پزشک و دانشیار گروه آناتومی گروه پزشکی تجربی در دانشگاه فلورانس و جاکومو ژلاتی ، پزشک مقیم ، به دنبال روش های جدید برای پر کردن خلا existing موجود و ایجاد قطعیت نهایی باشند. جهش کیفی به جلو در نمایش کالبدی. با توجه به تعدادی از مسائل مهم ، از جمله فاسدشدنی بودن اجساد و عوارض قانونی ، عمل تشریح - روش اصلی تحقیقات آناتومیکی که به ما امکان می دهد دانش کسب کنیم و نمایشی نمادین از ساختارهای بدن انسان تولید کنیم - کمتر عملی شده است. "در طول تحصیلات پزشکی ، با تشکر از فردیناندو ، که استاد من بود ، علاقه زیادی به آناتومی پیدا کردم. با این حال ، من خیلی زود از یک سری مشکلات آگاه شدم. نه تنها شرکت در جلسات تمرین تشریح تشریحی (هنوز بهترین ابزار موجود برای کسب اطلاعات در مورد مورفولوژی بدن انسان) غیرممکن بود ، بلکه شمایل نگاری مورد استفاده قرار گرفت (البته بر اساس عکسهایی که جزئیات آناتومیک واقع گرایانه و آبرنگ هایی با ارزش هنری عالی را نشان می داد

Giacomo Gelati می گوید: "علی رغم تکیه بر نمایش شماتیک ساختارهای آناتومیک) ، ثابت و ساکن باقی ماند و بنابراین خیلی قابل استفاده نیست". "برای افرادی که آناتومی می خوانند یا طبابت می کنند ، فرصت دیدن نور و رنگ واقعی یک نمونه تشریحی و آزمایش سازگاری و ارتباط آن با ساختارهای اطراف ، واقعاً می تواند تفاوتی ایجاد کند". Giacomo Gelati می گوید: "علی رغم تکیه بر نمایش شماتیک ساختارهای آناتومیک) ، ثابت و ایستا باقی ماند و بنابراین خیلی قابل استفاده نیست". "برای افرادی که آناتومی می خوانند یا طبابت می کنند ، فرصت دیدن نور و رنگ واقعی یک نمونه تشریحی و آزمایش سازگاری و ارتباط آن با ساختارهای اطراف ، واقعاً می تواند تفاوتی ایجاد کند.

این دقیقاً تمایل به یافتن راه حلی است که پزشک جوان را وادار به انجام یک سری آزمایشات کرده است ، نتیجه آن الگوریتم پیاده سازی و ادغام تصویر منحصر به فرد است که تولید مثل گرافیکی وفاداری از سیستم های تشریحی را ایجاد می کند. "من یک هدف مشخص داشتم و با ترکیب چندین ابزار که نتایج مهمی به دست آوردند تا قیمت چاپ دیجیتال این روش کاهش یابد به آن رسیدم. من با اسکن شروع کردم و سپس عکس را برای معرفی رنگ اضافه کردم. سرانجام ، ما به اطلاعات دقیق در مورد ساختارهای داخلی نیاز داشتیم ، که من آنها را با استفاده از رزونانس ادغام کردم. بنابراین من توانستم نمایشی سه بعدی قابل کاوش تولید کنم که از هر زاویه قابل مشاهده باشد - چه از سطح و چه از داخل - و بیش از همه از نظر نور ، رنگ ، مورفولوژی و روابط توپوگرافی تشریحی وفادار باشد ".

این الگوریتم ، که قبلا توسط Giacomo Gelati ثبت شده بود ، بلافاصله علاقه زیادی را در زمینه های تحصیل آکادمیک و علوم محبوب برانگیخت. "دانش آموزان با اشتیاق واکنش نشان دادند ، زیرا آنها سرانجام فرصتی برای دستیابی به تصاویر واقع گرایانه پیدا کردند و در نتیجه ، موضوع را فوراً فهمیدند و آن را راحت تر از حفظ کردند. تصاویر ما در کنفرانس های پزشکی بین المللی ارائه شد ، که به همان اندازه با اشتیاق توسط همکاران ما دریافت شد ، آنها ما را تشویق کردند که پروژه را ادامه دهیم "، توضیح می دهد فردیناندو پاترنوسترو. "این کشف خوشایندی هم برای من و هم برای جاکومو بود: از لحاظ زیبایی از نظر زیبایی نیز از نظر تعلیمی زیباست و بنابراین مفید است".

نقش چاپ سه بعدی

پس از دستیابی به اولین هدف ، گام بعدی تقریباً گریزناپذیر بود ، اما نتیجه قطعاً مسلم نبود. "ما تصاویر گرافیکی زیبا و موثری در دسترس داشتیم ، بنابراین شروع به بررسی فرصت تبدیل آنها به اشیا 3 بعدی ، قابل کنترل و غیر قابل فساد کردیم. ما بلافاصله به چاپ سه بعدی فکر کردیم ، و بر وفاداری به رنگ ، که یک عنصر مهم برای ماست ، تمرکز می کنیم. " این جنبه آخر این دو پزشک و محقق را بر آن داشت تا به سمت فناوری چاپ افزودنی Bompan و Mimaki با رنگ های واقع گرایانه روی بیاورند. "این یک چالش درون یک چالش بود. کیفیت گرافیک و کیفیت چاپ دست به دست هم می دهند: بدون یک فایل منبع خوب ، هرگز یک چیز چاپی سه بعدی خوب وجود نخواهد داشت و برعکس ، بدون چاپگر سه بعدی خوب ، یک فایل منبع کیفیت خود را در روند چاپ از دست می دهد.

تیم دانشگاه فلورانس و بمپان برای چاپ سه بعدی اولین اندام - قلب - با استفاده از چاپگر Mimaki 3D UV LED 3DUJ-553 با هم همکاری کردند. این چاپگر سه بعدی با استفاده از پروفیل های رنگی و روش پخت UV-LED ، که اجازه تولید محدوده ای بیش از 10 میلیون رنگ را می دهد - در 4 رنگ CMYK ، سفید و شفاف - با کیفیت عکاسی متمایز می شود. نتیجه این پروژه آزمایشی بسیار مثبت و دلگرم کننده بود: طبق گفته های Parternostro و Gelati ، چاپگر میماکی اجازه تولید یک قلب سه بعدی با ابعاد خوب و تعریف جزئیات و بالاتر از همه وفاداری عالی به رنگ را داد. "ما تحت تأثیر این فناوری قرار گرفتیم كه واقعاً چاپ كامل رنگی با طیف وسیعی از رنگ را ارائه می دهد ، بنابراین ما را قادر می سازد تا در مطالعه آناتومیك به نقطه عطفی اساسی دست یابیم.

فردیناندو پاترنوسترو دلیل اهمیت این رنگ را توضیح داده است: "ساختارهای مختلف آناتومیکی که هنگام انجام عمل جراحی یا در اتاق تشریح با آنها روبرو می شویم رنگ خاص خود را دارند و با یک زمینه توپوگرافی از رنگهای مختلف احاطه شده اند. تشخیص ساختارها در زمینه توپوگرافی آناتومیکی آنها به راحتی آسان نیست و رنگ نقشی اساسی دارد. " دانش رنگ بنابراین هنگام یادگیری و در نتیجه ، هنگام تشخیص ساختار در طی تشریح جراحی ، ضروری است. و این هدف تیم است: بهره برداری از کیفیت رنگ ، تکرارپذیری و دوام اشیا چاپ شده سه بعدی در عمل پزشکی.

"اشیایی که ما با ترکیب الگوریتم خود با فناوری چاپ سه بعدی Mimaki ساخته ایم ، از نظر کروماتیک و مورفولوژیکی واقع بینانه ، قابل اندازه گیری و تکرار هستند. با استفاده از این روش ، می توانیم به طور بالقوه از مرزهای دیگر عبور کنیم. به عنوان مثال ، در آناتومی پاتولوژیک ، ما قادر خواهیم بود اندامی سه بعدی ایجاد کنیم که ناهنجاری های ناشی از یک بیماری خاص را نشان دهد - بنابراین یک ابزار بسیار مفید برای آماده سازی هرگونه مداخله جراحی و برقراری ارتباط با بیمار فراهم می کند. "

به گفته این تیم در دانشگاه فلورانس ، چاپ سه بعدی می تواند به طور موثری در تحول در دنیای آموزش و تحقیقات پزشکی - علمی نقش داشته باشد. "ما هنوز در مراحل اولیه هستیم ، اما اطمینان داریم که در مسیر درست قرار داریم. ما این فرصت را داریم که مدلهای تشریحی و قطعات تشریحی پلاستیکی - هر دو با ارزش ، اما ظریف ، فاسدشدنی و بنابراین فقط در زمینه های خاص قابل استفاده - را با قطعات تشریحی چاپ شده سه بعدی جایگزین کنیم ، در دسترس دانشگاه ها ، موسسات تحقیقاتی ، بیمارستان ها و کلینیک ها ".

"بازگشت به آنچه قبلاً گفتم ، دوست دارم از" kalokagathia "الهام بگیرم ، مفهوم یونانی سلامتی و زیبایی ، که بر اساس آن کمال زیبایی بدن و شگفتی عملکرد داخلی اعضای جداگانه با هم پیوند دارند. سلامتی زیبایی است و بالعکس. Paternostro نتیجه گیری می کند: یک مدل تشریحی زیبا برای یادگیری ، ارتباطات ، اقدامات پزشکی و جراحی کاربردی است.

آندره فرانته ، متخصص 3D در بمپان اظهار می دارد: "ما از این همکاری با تیم دانشگاه فلورانس هیجان زده هستیم. این پروژه کیفیت برتر فناوری چاپ سه بعدی ما را اثبات و تأیید می کند: ثابت شده است که چاپگر 3DUJ-553 مناسب ترین راه حل است ، در واقع تنها موردی است که می تواند به وفاداری و سازگاری رنگ بالا و همچنین یک تعریف فوق واقع گرایانه دست یابد. از جزئیات مورد نیاز این برنامه ها. ما متقاعد شده ایم که این فناوری در زمینه های مختلف به طور گسترده ای مورد استفاده قرار خواهد گرفت و با آمدن قریب الوقوع 3DUJ-2207 فرصت ها افزایش خواهد یافت - نسخه ای با طراحی جمع و جور تر و در دسترس تر اما مجهز به همان فناوری 3DUJ-553 ”.

منبع: بهترین چاپ دیجیتال تهران