三维打印支架的定量可视化方法研究

发布时间:2022-01-25 06:15
  三维打印技术实现了对组织工程支架的自主化设计和空间结构的精准可控。但由于打印材料的形变特性和打印过程的随机误差导致支架的内部微观结构与设计不一致,同时支架的空间结构和结构参数对其理化特性和细胞活动的分析也带来极大的影响。因此实现支架结构参数如孔隙尺寸、出丝直径和空间连通性的定量表征,对于支架特征评估、支架打印过程控制至关重要。光学相干层析成像由于能够实现微米级分辨率的深度域成像被广泛应用于组织工程支架定量表征中。但光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography,OCT)成像体积范围受限制约了其全局定量表征和可视化的能力,仅从支架局部信息进行定量评估大大降低了全局结构参数定量表征的准确性,同时缺乏对支架不同打印厚度处模型的可视化和定量分析的能力。因此实现OCT大体积成像可视化的能力是精准评估分析打印支架全纵深结构的前提和基础。基于此上述背景,本课题提出基于大体积光学相干层析成像(Large-volume optical coherence tomography,L-OCT)方法高分辨无损获取三维打印支架结构图像。本课题中将OCT系统集成于三维打印设备中,三维打... 

【文章来源】:杭州电子科技大学浙江省

【文章页数】:65 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

三维打印支架的定量可视化方法研究


不同成像技术空间分辨率和成像深度对比

核磁共振,计算机断层扫描,实物,成像


杭州电子科技大学硕士学位论文3像需在冷冻或干燥环境下而不是标准的培养环境,另外其X射线的高离子性可能损伤支架内细胞。图1.2显示了Micro-CT实物图。图1.2微计算机断层扫描实物图1.2.2核磁共振成像技术核磁工程成像技术(MagneticResonanceImaging,MRI)是断层成像的一种,它利用核磁共振(NuclearMagneticResonance,NMR)原理,而被测样品内部不同的结构特征导致释放能量具有不同的衰减,通过检测所发射出的电磁波,则可以很清晰绘制出被测样品或组织内部的三维结构图像。MRI在对软组织成像时有很好的对比度且成像分辨率可达亚微米级[20],从而允许和实现对软组织图像的分割和进一步的量化分析,如:利用T1加权像,可以分辨出动物脂肪,这可以被用来监控脂肪组织的生长[21];结合多个对比度的方法,MRI实现了在指骨模型中对新骨形成和支架残留物的区分。另外从图1.1中可以看出MRI的成像深度较深,而空间分辨率在几百微米左右,而空间分辨率与成像深度成反比,这也使得在获得高分率图像时扫描时间过长,对于体测量仍是一个问题。图1.3显示了MRI的实物图。图1.3核磁共振成像实物图

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杭州电子科技大学硕士学位论文3像需在冷冻或干燥环境下而不是标准的培养环境,另外其X射线的高离子性可能损伤支架内细胞。图1.2显示了Micro-CT实物图。图1.2微计算机断层扫描实物图1.2.2核磁共振成像技术核磁工程成像技术(MagneticResonanceImaging,MRI)是断层成像的一种,它利用核磁共振(NuclearMagneticResonance,NMR)原理,而被测样品内部不同的结构特征导致释放能量具有不同的衰减,通过检测所发射出的电磁波,则可以很清晰绘制出被测样品或组织内部的三维结构图像。MRI在对软组织成像时有很好的对比度且成像分辨率可达亚微米级[20],从而允许和实现对软组织图像的分割和进一步的量化分析,如:利用T1加权像,可以分辨出动物脂肪,这可以被用来监控脂肪组织的生长[21];结合多个对比度的方法,MRI实现了在指骨模型中对新骨形成和支架残留物的区分。另外从图1.1中可以看出MRI的成像深度较深,而空间分辨率在几百微米左右,而空间分辨率与成像深度成反比,这也使得在获得高分率图像时扫描时间过长,对于体测量仍是一个问题。图1.3显示了MRI的实物图。图1.3核磁共振成像实物图

【参考文献】:
期刊论文
[1]基于改进的小波阈值图像去噪算法研究[J]. 殷青松,戴曙光.  软件导刊. 2018(01)
[2]改进各向异性扩散模型在图像滤波去噪中的应用[J]. 张长胜,冯广,刘子裕,李川,钱斌.  传感器与微系统. 2017(04)
[3]基于光学相干层析的水凝胶三维打印精准控制研究[J]. 王玲,张烈烈,周青青,徐铭恩.  中国激光. 2016(06)
[4]一种新的小波域维纳滤波图像去噪算法[J]. 刘红亮,陈维义,许中胜.  海军工程大学学报. 2015(06)
[5]颜色对比度增强的红外与可见光图像融合方法[J]. 曾祥通,张玉珍,孙佳嵩,喻士领.  红外与激光工程. 2015(04)
[6]一种提高频谱编码成像技术信噪比的方法[J]. 廖九零,高万荣.  光学学报. 2015(03)
[7]基于OCT技术对古代瓷釉断面结构特征的初步研究[J]. 严鑫,董俊卿,李青会,郭木森,胡永庆.  中国激光. 2014(09)
[8]光学相干层析无创血糖检测中相关性分析及标定[J]. 苏亚,孟卓,王龙志,于海民,刘铁根,姚晓天.  中国激光. 2014(07)
[9]实时超声在介导评估可注射CS/nHAC骨支架材料中的应用[J]. 阎禹廷,李鹤,袁月,李松建,陈彦.  中国临床解剖学杂志. 2014(02)
[10]多普勒光学相干层析成像研究进展[J]. 丁志华,赵晨,鲍文,沈毅,王川,黄良敏,吴兰,杜持新.  激光与光电子学进展. 2013(08)

博士论文
[1]谱域光学相干层析成像方法与系统研究[D]. 王凯.浙江大学 2010

硕士论文
[1]OCT技术用于三维打印水凝胶支架在线评价研究[D]. 涂沛.杭州电子科技大学 2015



本文编号:3608036

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