組織光學(xué)仿體的FDM三維打印制備與表征.pdf

1、生物醫(yī)學(xué)光學(xué)成像設(shè)備如光學(xué)相干斷層成像(OCT)、光聲層析成像(PAT)、熒光分子層析成像(FMT)、紅外成像、可見(jiàn)光影像等可以實(shí)時(shí)檢測(cè)生物組織的結(jié)構(gòu)特征、光學(xué)特征及功能特征，在臨床分析和病理學(xué)研究方面有重要的應(yīng)用。其高精度的檢測(cè)依賴于適當(dāng)?shù)男?zhǔn)，現(xiàn)有的校準(zhǔn)模型（組織光學(xué)仿體）多采用均質(zhì)材料制作，這可能導(dǎo)致校準(zhǔn)誤差，因而開(kāi)發(fā)模擬組織復(fù)雜非均質(zhì)結(jié)構(gòu)特征和光學(xué)特征的高精度組織光學(xué)仿體有重要的實(shí)際意義。
　　本文設(shè)計(jì)研制了混合材料FDM

2、（熔融沉積式）三維打印打印系統(tǒng)，它使用果凍蠟作為基底材料、石墨粉作為吸收劑材料、TiO2粉末作為散射劑材料，打印材料都通過(guò)商用血氧儀、分光光度計(jì)、雙積分球等測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了吸收、散射特性的測(cè)量標(biāo)定。系統(tǒng)工作時(shí)，上述打印材料的在動(dòng)力混合噴頭中按生物組織光學(xué)特征對(duì)應(yīng)材料比例均勻混合后擠出，通過(guò)噴頭和三維移動(dòng)平臺(tái)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)使擠出的材料在成型平臺(tái)上按生物組織的結(jié)構(gòu)特征層層堆積成型。
　　為驗(yàn)證上述打印系統(tǒng)制作的組織光學(xué)仿體能夠模擬組織結(jié)構(gòu)特

3、征，實(shí)驗(yàn)采集了人腦的MRI（核磁共振）連續(xù)切片影像，并在3D-slicer軟件中逆向重構(gòu)得到三維數(shù)字模型，之后，選取前額段為打印模型實(shí)驗(yàn)打印了非均質(zhì)的人腦光學(xué)仿體模型，最后，對(duì)比了MRI切片影像/簡(jiǎn)化MRI切片影像/打印切片的影像。
　　為驗(yàn)證上述打印系統(tǒng)制作的組織光學(xué)仿體能模擬組織的光學(xué)特征，實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)比了層層堆積的兩層仿體的光強(qiáng)分布和MCML(多層結(jié)構(gòu)蒙特卡羅仿真分析)仿真分析的光強(qiáng)分布。
　　上述實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果表明，應(yīng)