画期的進歩：研究者らが3Dプリント技術を使ってこれまでで最も正確な脳のモデルを作成

今日、3D プリントされた臓器モデルは外科手術においてますます重要な役割を果たしています。医師はこの技術を使ってステントやソフトロボットなどを印刷します。そしてつい最近、研究者たちは3Dプリント技術を使ってこれまでで最も正確な脳モデルを印刷しました。英国の医師らはこれまでにも、応急処置の訓練に3Dプリントされた脳を使用してきた。日本の自治医科大学も、カリキュラムを完成させるために 3D プリントされた神経モデルを使用しています。

私たちの脳自体が非常に複雑なため、3D プリント技術を使用して脳モデルを印刷するのは、かなり面倒な作業です。 3D プリントされた脳モデルは、これまでに作成されたものの中で最も正確です。

MITの研究者たちは3Dプリンターと脳画像化技術を使って3Dプリントを行い、驚いたことに2つの技術は完璧に連携した。 3D プリンターは下から上へ徐々に層を積み上げて機能します。CT スキャンは、同じように脳やその他の体の部分の画像を上から下へ層ごとに作成します。

研究者たちは、まず患者の脳のCTスキャンを実施し、次に3Dプリンターを使用して脳モデルを印刷するという手順を発見した。今回印刷された脳モデルが最も正確なのはなぜでしょうか?これまでにも多くのチームが脳モデルの印刷に成功してきましたが、満足のいく結果は得られませんでした。

その理由は、CT スキャンの解像度が非常に高く、脳内のすべての活動を反映する微妙なグレースケールの画像を生成できるからです。しかし、技術的な欠陥により、これまでの 3D プリント技術は信頼性が低く、灰色が白や黒に変わってしまい、細部を見ることができませんでした。

新しい技術はこの欠陥を回避します。研究者は各灰色のピクセルを黒または白に見える小さなドットに分解し、3D プリンターがそれらの非常に小さな黒と白のピクセルの比率に基づいて画像を記録できるようにします。

このプロセスは面倒ですが、やる価値はあります。正確な 3D プリント脳モデルは医学の発展にとって非常に重要な意味を持つからです。

まず、3Dプリント脳モデルの誕生は、CTとMRIスキャン技術と3Dプリント技術の組み合わせに依存しており、モデルは患者の脳の血管と神経構造を正確に再現できます。脳モデルは、患者の状態を分析するためにモデルを使用する必要がある脳神経外科医にとって非常に重要です。例えば、脳動脈瘤のような病気に直面した場合、その複雑さゆえに、医師は脳モデルを使用して分析を行う必要があります。

3D プリントされた脳モデルの助けにより、医師はより短時間かつ低コストで患者の状態を正確に把握できるようになります。第二に、医療従事者は死体を使った研究を行う必要があると聞いているはずです。死体は入手が難しく、費用もかかります。また、死体の脳の状態は患者の脳の状態とは大きく異なります。

しかし、3Dプリントされた脳モデルは違います。第一に、安価で入手しやすいです。第二に、患者の脳の状態とより一致しているため、医師は患者の状態をより正確に予測し、最適な診断と治療計画を立てることができます。同時に、物理的特性の観点から見ると、3D プリントされた脳モデルは脳モデルデータよりも優れた点もあります。医師は 2D 画像から学習するだけでなく、ツールを使用して詳細な分析を行うことができるためです。

上述の利点を組み合わせることで、3D プリントされた脳モデルは医療技術の進歩を促進し、病気の治療に大きな意義を持つことになります。

出典: TechPunk

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