Как сделать трехмерную модель из снимков мрт

Мы занимаемся быстрым созданием параметрических, твердотельных и высокополигональных 3D-моделей на основе различных медицинских снимков (магнитно-резонансная томография (МРТ), компьютерная томография (КТ) в формате DICOM и другие). Это обратный инжиниринг (реверс инжиниринг), цель которого оцифровка физического объекта для дальнейшего использования.

Услуги

• Создание CAD-моделей по данным КТ/МРТ
• Создание макетов (физических копий) по данным КТ/МРТ с помощью 3D-печати
• 3D-моделирование
• 3D-печать

Области применения CAD-моделей по данным КТ/МРТ

Предоперационная подготовка

Врач может четко спланировать операцию, отработать технику и подобрать инструмент, что позволяет сократить время хирургического вмешательства.

Хирургия

Насколько 3D-модели будут соответствовать реальной картине состояния органа человека, настолько адекватной будет ситуация при диагностировании, подборе оптимальной оперативной тактики, проведении виртуальных хирургических и травматологических операций и предсказании возможных последствий.

Краниопластика

Цель краниопластики — закрытие дефектов костей черепа, т.е восстановления его целостности после декомпрессивных операций, вдавленных переломов, огнестрельных ранений, а также других патологических процессов. Показания к краниопластике определяются главным образом необходимостью герметизации полости черепа. Сегодня для пластической реконструкции костного дефекта применяют различные виды трансплантантов (ауто-, алло-,  ксенотрансплантанты). После обработки данных КТ или МРТ и получения CAD-модели, врачи могут смоделировать недостающую часть кости, необходимую форму импланта или эндопротеза.

Пример гнутия пластины

Пример изготовления форм для литья имплантов

Стоматология

3D-печать, снимки КТ/МРТ и сканирования ротовой полости выводит стоматологический бизнес на производственные мощности и самое главное — стоматологические модели, напечатанные на 3D-принтере, в точности повторяют все анатомические данные и исключают человеческий фактор.

Какие преимущества открывает перед стоматологами 3D-печать?

• хранение всех анатомические данных пациентов в цифровом виде
• значительно ускорение производства
• минимизация человеческого фактора, исключение ошибок
• увеличение объемов производства без увеличения штата сотрудников
• невероятная точность изготовления

Возможности для стоматологов

Изготовление слепков, проверка прикуса, примерка протезов, изготовление коронок, мостовидовых протезов, гипсовых моделей и уникальных ортодонтических инструментов и конструкций. Можно изготовить цельную челюсть, можно лишь часть, можно разборную модель.

Навигационные шаблоны для операций по данным КТ/МРТ

Хирургический шаблон позволяет производить сверхточную постановку зубных имплантатов. Это приспособление, которое надевается на челюстную кость в месте установки имплантата для точного сверления отверстий под имплантаты. Шаблон проектируется с такой точностью, что исключает возможность повреждения сверлом опасных областей, например, альвеолярного нерва, корней зубов или других анатомических образований. Использование шаблона исключаюет возможные осложнения, позволяет избежать таких сложных операций как наращивание кости или операция синус-лифт, облегчает проведение операции имплантации, повышает ее производительность и сокращает операционное время.

Протезирование

Сложные по форме и строению протезы, а также их составные части можно сделать, благодаря 3D-сканированию, преобразованию файла в 3D-модель и последующей 3D-печати. Такой процесс лечения пациента позволяет решить многие клинические задачи, связанные с протезированием. В данном случае производство зубных имплантантов учитывает индивидуальные особенности анатомии пациента. Протезы получаются максимально индивидуальные, более качественными, безопасными и удобными.

Обучение

С помощью 3D-моделей, сделанных из снимков КТ/МРТ можно создать макеты, наглядные пособия,которые будут служить наглядным пособием для студентов и других обучающихся.

Если у вас есть необходимость изготовить физическую или CAD-моделель по данным КТ и МРТ, свяжитесь с нами 8 800 550 40 45, info@can-touch.ru или по форме обратной связи:

Политика конфиденциальности и Пользовательское соглашение

Мы принимаем любые форматы

Данные снимки могут находится в различных графических форматах, таких как DICOM и другие. Формат DICOM — это универсальный стандарт для создания, хранения, передачи и визуализации медицинских изображений c теговой организацией. Работая с DICOM-файлами (.dcm) или DICOM-каталогами (DICOMDIR), можно получить 3D-модели любого органа человека, благодаря особенностям этого стандарта.

DICOM (*.dcm, *.dic), GIF files (*.gif), Raw Image (*hdr.), PGM files (*.pgm), Bitmap (*.bmp), TIFF files (*.tif), JPEG files (*.jpeg, *.jpg), DXF files (*.dxf), PNG files (*.png), VRML files (*.wrl).

Сроки выполнения заказа

Для моделирования на основе графических снимков мы используем самые прогрессивные технологии поверхностного моделирования (Surface technology), что позволяет нам  быстро и качественно
создать 3D-модель. Скорость создания модели зависит отсложности задачи, от количества и качества предоставленных графических файлов и в среднем колеблется от 1 до 5 часов. Если 3D-модель требует доработки, то сроки могут быть увеличены в зависимости от объема работы.

3D-печать

Все наши материалы для 3D-печати имеют различные свойства, что позволяет создавать высокоточные прототипы для разных задач в сфере медицинских нужд. Это могут быть прототипы органов и их систем, прототипы скелета, костей, черепа, челюсти. Мы создаем высокоточные прототипы из экологически чистых материалов.

Как это используют врачи на примере перелома бедренной кости взрослого человека

На подготовленную CAD-модель перелома бедренной кости взрослого человека, которая была получена в результате обработки снимков КТ/МРТ, врачом накладывается расчетная сетка, задаются механические свойства металлофиксаторов и костных отломков, нагрузки на бедренную кость, граничные условия и т.д., которые являются основой для дальнейшего моделирования на основе метода конечных элементов (МКЭ). В конечном итоге результатом моделирования может быть количественная оценка смещений, прочностных характеристик системы кость–фиксатор, допустимая микроподвижность, не превышающая заданную травматологом. На изображении показано моделирование системы кость – фиксатор, видно соединение отломков бедренной кости человека с помощью металлофиксатора.

30.11.2016

Изготовление трехмерных анатомических моделей с помощью 3D печати на основе томографии

Dr. John Slåstad, хирург-ортопед из Oslo University Hospital Rikshospitalet, Норвегия, использует 3D-печать при операциях на тазобедренном суставе.

После томографии при помощи технологии компании Carestream во время предоперационного планирования изготавливается точная трехмерная модель кости и на ее основании подбирается эндопротез.

Методика успешно используется при корректирующей остеотомии бедра.

По мнению хирурга, на операцию и использованием трехмерной модели уходит вполовину меньше времени. Это облегчает наркоз и его последствия для пациента, облегчает работу хирурга, ассистентов, операционной сестры и анестезиолога. Во время операции ортопед был в восторге, насколько точно подошел подобранный эндопротез. 

 
При планировании двухполюсного эндопротезирования у больного с коксартрозом делается КТ и с помощью специального программного обеспечения выясняется степень снижения костной плотности вертлужной впадины. Создается детальный план восстановления центра вращения. Также прогнозируется траектория введения и длина винтов для надежного крепления чашки эндопротеза к подвздошной, седалищной и лобковой костям. Учитывается качество кости для выбора оптимального винта. 

Хирурги проводят планирование операции с анатомической пластиковой моделью полукольца таза. Пробные имплантаты устанавливаются и закрепляются в 3D модели с помощью дрели и винтов. Доктор заранее может потренироваться несколько раз в установке эндопротеза. 

Методика предоперационного 3D-моделирования используется для сложных случаев.

У 5-ти летнего мальчика по имени Джоджо из деревни близ Мюнхена, Германия, была обнаружена редкая злокачественная опухоль — саркома Юинга. Обычно опухоль локализуется в диафизе длинных трубчатых костей. У Джоджо опухоль располагалась в дистальной части левой бедренной кости и очень близко к эпифизарной пластинке. Поскольку не существует эндопротезов для таких маленьких детей из-за их малых анатомических размеров, обычно выполняется ампутация ноги.

Но хирурги в Мюнхене решили попробовать спасти мальчику ногу. Они разработали план операции с целью резекции опухоли в пределах здоровых тканей и реконструкции костных дефектов с биологическим материалом — сочетание собственной малоберцовой кости и донорской кости. Хирурги запланировали провести операцию без повреждения ростковой зоны, чтобы сохранить естественный рост левой бедренной кости.

Были проведены КТ и МРТ. На основании этих исследований Dr. Ulrich Lenze и Dr. Carolin Knebel, хирурги ортопедического отделения клиники Rechts der Isar (Мюнхен, Германия) и клинический инженер по материализации Antoon Dierckx создали трехмерную модель. После этого сделана 3D-реконструкция донорской кости.

Поиск донора бедренной кости определенного размера был отдельной большой проблемой. Поэтому хирурги были вынуждены использовать плечевую кость взрослого донора, две кости были предоставлены German Institute for Cell and Tissue Replacement (DIZG). С помощью КТ-сканирования донорской кости и программного обеспечения по 3D-моделированию появилась уверенность, что донорская кость должна идеально встать на место дефекта.

Перед операцией проведено виртуальное предоперационное планирование в 3D.

После точной резекции пораженного сегмента кости при помощи заранее изготовленных 3D-печатных титановыx пластин проведен стабильный остеосинтез аллотрансплантата и остальных костей.

Операция длилась около 8 часов. Родители Джоджо не знали, как успокоиться, пока их сына оперировали. Усилия хирургов были вознаграждены: операция прошла успешно. Руководитель бригады хирургов Professor von Eisenhart-Rothe пришел к выводу, что опухоль была полностью удалена и хирургам удалось сохранить ногу. Если все пойдет по плану и никаких осложнений не произойдет, мальчик будет иметь шанс почти полностью выздороветь и наступать на ногу без ограничений.

У 6-тилетней Хелены была выявлена злокачественная опухоль в левой бедренной кости. Ситуация осложнялась тем, что опухоль располагалась близко к ростковой зоне. При удалении опухолей проводится удаление здоровых тканей на расстоянии не менее 3-х сантиметров в пределах здоровой ткани. Лечение опухоли по всем правилам онкологии означало, что у девочки никогда не будет сгибаться нога в коленном суставе и сама нога не будет расти за счет удлинения бедра. Мама не знала, что ответить ребенку на вопрос «когда я снова смогу танцевать?».

Dr. Gwen Sys, хирург-ортопед из University Hospital Gent и клинический инженер сделали 3D модели. Для этого потребовалось сделать Хелене МРТ и КТ бедренной кости. Программа позволила создать точную копию бедренной кости и разработать план операции. Также были сделаны титановые пластины, идеально прилегающие к трансплантату и здоровой кости.

Маленькой Хелене удалось сохранить коленный сустав. Ей сделали химиотерапию и курс физиотерапии.

Врачам повезло, что несмотря на серьезность ситуации маленький пациент оказался очень настойчивым и веселым.

Перевел Александр Дидковский, компания МосРентген Центр