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  本文關(guān)鍵詞：組織光學仿體的FDM三維打印制備與表征，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國科學技術(shù)大學》 2015年

組織光學仿體的FDM三維打印制備與表征

王敏節(jié)  

【摘要】：生物醫(yī)學光學成像設(shè)備如光學相干斷層成像(OCT)、光聲層析成像(PAT)、熒光分子層析成像(FMT)、紅外成像、可見光影像等可以實時檢測生物組織的結(jié)構(gòu)特征、光學特征及功能特征,在臨床分析和病理學研究方面有重要的應(yīng)用。其高精度的檢測依賴于適當?shù)男?現(xiàn)有的校準模型(組織光學仿體)多采用均質(zhì)材料制作,這可能導(dǎo)致校準誤差,因而開發(fā)模擬組織復(fù)雜非均質(zhì)結(jié)構(gòu)特征和光學特征的高精度組織光學仿體有重要的實際意義。 本文設(shè)計研制了混合材料FDM(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、Ti02粉末作為散射劑材料,打印材料都通過商用血氧儀、分光光度計、雙積分球等測量系統(tǒng)進行了吸收、散射特性的測量標定。系統(tǒng)工作時,上述打印材料的在動力混合噴頭中按生物組織光學特征對應(yīng)材料比例均勻混合后擠出,通過噴頭和三維移動平臺的協(xié)調(diào)運動使擠出的材料在成型平臺上按生物組織的結(jié)構(gòu)特征層層堆積成型。 為驗證上述打印系統(tǒng)制作的組織光學仿體能夠模擬組織結(jié)構(gòu)特征,實驗采集了人腦的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驗打印了非均質(zhì)的人腦光學仿體模型,最后,對比了MRI切片影像／簡化MRI切片影像／打印切片的影像。 為驗證上述打印系統(tǒng)制作的組織光學仿體能模擬組織的光學特征,實驗測試對比了層層堆積的兩層仿體的光強分布和MCML(多層結(jié)構(gòu)蒙特卡羅仿真分析)仿真分析的光強分布。 上述實驗與仿真結(jié)果表明,應(yīng)用材料混合熔融沉積式3D打印技術(shù)結(jié)合光學表征系統(tǒng)標定開發(fā)的組織光學仿體三維打印系統(tǒng),可以制備出能夠準確模擬組織光學特征和結(jié)構(gòu)特征的非均質(zhì)仿體。本文的研究工作為推進生物醫(yī)學光子學成像設(shè)備的標準化校準和標定提供了一種可行的參考思路。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R312;TP391.73
【目錄】：

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