BİLGİSAYARLI TOMOGRAFİ GÖRÜNTÜLERİNDEN KEMİK DOKUNUN MODELLENMESİ VE FDM YÖNTEMİYLE BASKISI

Yıl 2019, Cilt: 3 Sayı: 3, 227 - 235, 31.12.2019

Hakan Yılmaz , Serkan Sükman

Öz

Teknolojik gelişmelere paralel olarak, tıp biliminin tanı ve tedavi süreçlerinin araştırılması ve geliştirilmesinde medikal görüntüleme teknikleri önemli bir role sahiptir. Tıp ve mühendisliğin ortak çalışmasıyla medikal görüntüleme, hastalığın erken teşhisi ve tedavisinin planlanmasında yol göstericidir. Ameliyatların bilgisayar ortamında önceden değerlendirilmesi ve planlanması tedavinin ve doktorların başarısının artmasını sağlamaktadır.
Bu çalışmada, medikal görüntüleme tekniklerinden bilgisayarlı tomografi ile alınan görüntüleri üç boyutlu modelleyebilmek için basit ara yüze sahip bir medikal görüntüleme yazılımı geliştirilmiştir. Geliştirilen yazılım aracılığıyla elde edilen üç boyutlu modelin, standart bir FDM tipli üç boyutlu yazıcıda basılarak üretimi yapılmıştır. Bilgisayarlı tomografi görüntüleri farklı açılardan alınan iz düşüm bilgilerinden elde edilen kesit görüntülerine dayanır. Bu görüntülerden elde edilmiş hacimsel veriler kullanılarak istenilen alanların üç boyutlu yüzey modelleri çıkarılmıştır. Medikal görüntüleme ve üç boyutlu model oluşturmak için çeşitli kütüphane ve algoritmalardan yararlanılarak bir yazılım elde edilmiştir. Yazılım, elde edilen katı modeli ‘STL’ formatında sunmaktadır. Böylece klinikten ayrılmadan modelin oluşturulmasına ve herhangi bir üç boyutlu yazıcı ile üretimine imkân tanınmıştır. Elde edilen ürünlerin, tedavi öncesi planlamalarda, hastanın bilgilendirilmesi esnasında ve eğitim amaçlı kullanılması sağlanabilmektedir.

Anahtar Kelimeler

Kemik modelleme, Bilgisayarlı Tomografi, FDM, 3B baskı

Kaynakça

• S. Doğan ve M. O. Altan, “CT, MR kesitleri ve dijital görüntüler kullanılarak tümörlerin belirlenmesi”, İTÜ Derg., c. 2, sy 4, ss. 45-55, 2003.
• H. Anıl Atalay, R. Burak Değirmentepe, M. Bozkurt, O. Can, H. Lütfi Canat, ve F. Altunrende, “3D Teknolojinin Tıpta ve Üroloji’de Kulanım Alanları”, Endouroloji Bul., sy 9, ss. 65-71, 2016.
• J. Cohen ve S. A. Reyes, “Creation of a 3D printed temporal bone model from clinical CT data”, Am. J. Otolaryngol., c. 36, sy 5, ss. 619-624, Eyl. 2015.
• M. McGurk, A. A. Amis, P. Potamianos, ve N. M. Goodger, “Rapid prototyping techniques for anatomical modelling in medicine”, Ann. R. Coll. Surg. Engl., c. 79, sy 3, ss. 169-174, May. 1997.
• F. Rengier vd., “3D printing based on imaging data: review of medical applications”, Int. J. Comput. Assist. Radiol. Surg., c. 5, sy 4, ss. 335-341, Tem. 2010.
• M. K. Erbaş, G. R. Aktaş, S. Şanver, E. Demir, İ. Toktaş, ve O. Algın, “Modeling of Brain Vessel From MR Images and 3D Printing”, J. Polytech., Mar. 2018.
• B. Ripley vd., “3D printing based on cardiac CT assists anatomic visualization prior to transcatheter aortic valve replacement”, J. Cardiovasc. Comput. Tomogr., c. 10, sy 1, ss. 28-36, Oca. 2016.
• V. Waran vd., “Injecting Realism in Surgical Training—Initial Simulation Experience With Custom 3D Models”, J. Surg. Educ., c. 71, sy 2, ss. 193-197, Mar. 2014.
• L. Aydın ve S. Küçük, “Üç Boyutlu Yazıcı ve Tarayıcı ile Hastaya Özel Medikal Ortez Tasarımı ve Geliştirilmesi”, Politek. Derg., c. 20, sy 1, ss. 1-8, Mar. 2017.
• C. Kızmazoğlu, H. E. Aydın, İ. Kaya, R. B. Hüsemoğlu, O. Kalemci, ve E. Özer, “Üç Boyutlu Yazıcı Yardımı ile Kişiye Özel C1-C2 Füzyon Yapılan Hastaların Klinik Sonuçları”, Osman. J. Med., c. 00, Şub. 2018.
• A. Çelebi̇, H. Tosun, ve A. Ç. Önçağ, “HASARLI BİR KAFATASININ ÜÇ BOYUTLU YAZICI ile İMALATI ve İMPLANT TASARIMI”, Int. J. 3D Print. Technol. Digit. Ind., c. 1, sy 1, ss. 27-35, Ara. 2017.
• K. Özsoy ve M. C. Kayacan, “ERGİYİK BİRİKTİRME YÖNTEMİYLE HAFİFLETİLMİŞ KİŞİYE ÖZEL KAFATASI İMPLANTIN HIZLI PROTOTİPLENMESİ”, Uluborlu Mesleki Bilim. Derg., c. 1, sy 1, ss. 1-11, Ara. 2018.
• A. Aydoğdu, Y. Aydoğdu, ve Z. D. Yakıncı, “TEMEL RADYOLOJİK İNCELEME YÖNTEMLERİNİ TANIMA”, İnönü Üniversitesi Sağlık Hizmetleri Mesl. Yüksekokulu Derg., c. 5, sy 2, ss. 44-53, Ara. 2017.
• S. Doğan, “Ct, Mr Kesitleri Ve Dijital Görüntüler Kullanılarak Dokuların Üç Boyutlu Modellerinin Oluşturulması Ve Değerlendirilmesi”, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2003.
• M. Lengsfeld, J. Schmitt, P. Alter, J. Kaminsky, ve R. Leppek, “Comparison of geometry-based and CT voxel-based finite element modelling and experimental validation”, Med. Eng. Phys., c. 20, sy 7, ss. 515-522, Eki. 1998.
• T. Shapurian, P. D. Damoulis, G. M. Reiser, T. J. Griffin, ve W. M. Rand, “Quantitative Evaluation of Bone Density Using the Hounsfield Index”, Int. J. Oral Maxillofac. Implants, c. 21, sy 2, ss. 290-297, Nis. 2006.
• P. Mildenberger, M. Eichelberg, ve E. Martin, “Introduction to the DICOM standard”, Eur. Radiol., c. 12, sy 4, ss. 920-927, Nis. 2002.
• “VTK - The Visualization Toolkit", https://vtk.org/, Eylül 7, 2019.
• B. Foundation, “blender.org - Home of the Blender project - Free and Open 3D Creation Software”, https://www.blender.org/, Eylül 7, 2019.