組織光學仿體的FDM三維打印制備與表征.pdf

1、生物醫(yī)學光學成像設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構特征、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用。其高精度的檢測依賴于適當的校準，現有的校準模型（組織光學仿體）多采用均質材料制作，這可能導致校準誤差，因而開發(fā)模擬組織復雜非均質結構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。
　　本文設計研制了混合材料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材料比例均勻混合后擠出，通過噴頭和三維移動平臺的協調運動使擠出的材料在成型平臺上按生物組織的結構特征層層堆積成型。
　　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構特

3、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軟件中逆向重構得到三維數字模型，之后，選取前額段為打印模型實驗打印了非均質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(多層結構蒙特卡羅仿真分析)仿真分析的光強分布。
　　上述實驗與仿真結果表明，應