ЛАЗЕРНАЯ СТЕРЕОЛИТОГРАФИЯ В МЕДИЦИНЕ
Разработаны способ и технология получения пластиковых копий трехмерных объектов методом лазерной стереолитографии по данным томографических исследований.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТРЕХМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ ПО ДАННЫМ КОМПЬЮТЕРНОГО ТОМОГРАФА ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ПО СЛЕДУЮЩЕМУ АЛГОРИТМУ:
- Томографическое обследование пациента;
- Томограмма: набор изображений отдельных слоев;
- Передача данных по Интернет;
- Преобразование томограмм в трехмерную модель (STL-формат);
- Верификация подпорки. Управляющая программа;
- Рост 3d-изделия в установке лазерной стереолитографии ЛС-250.
Пластиковые стереолитографические модели, изготовленные в ИПЛИТ РАН, использовались хирургами более 50 клиник в 15 городах России – от Мурманска до Владивостока – для подготовки и планирования свыше 3 тысяч операций, оценки качества проведенных операций, изготовления и подгонки индивидуальных имплантатов.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ:
- челюстно-лицевая хирургия;
- стоматология;
- торакальная и спинальная хирургия;
- хирургия верхних дыхательных путей;
- ортопедия;
- нейрохирургия:
- онкология;
- лучевая терапия.
Публикации:
ОПТИКО-АКУСТИЧЕСКАЯ И ЛАЗЕРНАЯ УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ТОМОГРАФИЯ
Исследована задача введения иглы в кровеносный сосуд (для контроля положения введения кончика иглы и предотвращения прокола сосуда) с использованием комбинированной 2D ОА и ЛУ томографии в режиме реального времени (частота смены кадров 10 Гц).
ОА томография хорошо применима для задач визуализации объекта, обладающего повышенным коэффициентом поглощения света по отношению к окружающей среде. К таким задачам относится, например, визуализация кровеносных сосудов, так как кровь является основным хромофором в ближнем ИК диапазоне. Повышенное содержание кровеносных сосудов характерно для злокачественных новообразований.
Ниже представлены результаты клинических испытаний: пациент был обследован при помощи рентгеновской, ультразвуковой техники и были взяты образцы биопсии. После принятия решения о мастэктомии, проводилась ОА диагностика.
Рентгеновское изображение имеет две подозрительные области, только одна из соответствует злокачественному образованию (выявлено в результате патологического исследования после мастэктомии). Положение новообразований, которые были выявлены при помощи ОА томографии соответствовали тому, что дали рентгеновское и ультразвуковое изображение, а также патологическое исследование после мастэктомии. Кроме положения новообразования, ОА томография различает и его неоднородную внутреннюю структуру.
ЛАЗЕРНАЯ УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ПРОФИЛОМЕТРИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
Разработан метод лазерной ультразвуковой томографии для проведения профилометрии твердых тел. В отличие от механических и оптических методов профилометрии он может быть применен для получения профилей поверхностей тел, находящихся в непрозрачных жидкостях (например, охлаждающих масел, нефти и т.д.). Использование томографического подхода к регистрации ультразвуковых сигналов значительно повышает скорость контроля объектов.
Разработанный профилометр позволяет получать изображение профиля участка длиной до 20 мм с частотой обновления кадра 20 Гц (скорость контроля профиля более 100 мм/с). Продольное разрешение лазерной ультразвуковой профилометрии составляет до 15 мкм, а поперечное — до 150 мкм. Метод хорош для класса задач, в котором важны высокая скорость контроля и высокое продольное разрешение изображений, например, высокоточный контроль диаметров труб, снарядов.
