三维打印技术用于多模态、非均质组织光学仿体制备的基础研究
发布时间：2022-12-11 20:00
生物光学影像技术利用光与生物组织的交互作用,从结构、功能和分子特性等各层面对生物组织进行非侵入检测,在疾病诊断和治疗中起到了重要作用。然而,生物光学影像设备的准确性和可重复性受到元器件的性能、测试环境、操作方法等因素的影响非常大,因此需要建立可溯源标准来对他们的参数进行校准。组织光学仿体有望成为光学影像领域的可溯源标准,但是目前关于光学仿体的制备大多局限于均质和单模态。如何制备可以模拟生物组织结构功能和动态特性的非均质、多模态仿体已经成为光学影像技术可溯源标准建立的关键。针对当前光学仿体制备所面临的困境,本文提出了将不同的增材制造技术整合到三维打印生产线来制作多模态非均质组织光学仿体的思路,并且设计、搭建了包含打印模块和切换模块的一体化仿体打印生产线。基于生产线制备的光学仿体可以用来检验和校准光学影像系统,提高光学影像设备的检测精度和准确性,为重大疾病的有效诊断和及时治疗提供影像技术保障。本文的主要研究内容如下:1、首次提出集成不同的增材制造技术来制备多模态、非均质、多尺度组织光学仿体的思路,并设计和搭建了一套基于上述思路的自动化仿体打印生产线。生产线整合了旋涂式、PolyJet光固化...
【文章页数】：102 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及研究意义
1.1.1 光学影像在医疗诊断领域的作用
1.1.2 组织光学仿体对于医学光学影像技术的意义
1.2 国内外组织光学仿体研究现状
1.2.1 基于传统方法制备组织光学仿体简介
1.2.2 基于三维打印方法制备组织光学仿体简介
1.2.3 目前研究存在的不足及关键问题
1.3 论文内容及组织结构
1.3.1 论文研究内容
1.3.2 研究组织结构
第2章 组织光学仿体三维打印生产线的设计与搭建
2.1 不同三维打印技术的特点及制备非均质组织仿体的可行性
2.2 旋涂打印模块
2.2.1 模块整体设计
2.2.2 旋涂打印流程
2.3 Polyjet打印模块
2.3.1 基于压电喷墨打印机的Polyjet三维打印系统设计
2.3.2 Polyjet打印流程
2.4 FDM打印模块
2.4.1 FDM模块整体设计
2.4.2 FDM打印流程
2.5 三维打印生产线的整合与搭建
2.5.1 生产线整体设计与搭建
2.5.2 控制系统
第3章 用于多模态、非均质组织光学仿体打印的材料及其性能研究
3.1 用于Polyjet打印模块的材料及其性能
3.2 用于旋涂打印模块的材料及其性能
3.3 用于FDM打印模块的材料及其性能
3.4 用于仿体浇铸的材料及其性能
第4章 具有不同组织特征的仿体的三维打印及其性能研究
4.1 “数字光学仿体”设计
4.2 光学参数测试仪器
4.3 基于旋涂制作具有表层纹路的组织仿体
4.3.1 用于制备纹路的硅片基体的制作
4.3.2 表皮层仿体结构与光学参数
4.3.3 旋涂打印源文件的获取
4.4 Polyjet打印真皮层组织仿体
4.4.1 真皮层仿体结构与光学参数
4.4.2 PolyJet打印源文件的获取
4.5 FDM打印皮下组织层仿体
4.5.1 皮下组织层仿体结构参数
4.5.2 皮下组织层仿体光学参数
4.5.3 FDM打印源文件的获取
第5章 结合三维打印技术与浇铸方法制备的组织仿体的性能及应用研究
5.1 制备多模态、非均质组织光学仿体用于校准光学影像设备
5.1.1 多层、多尺度、非均质组织仿体的制备
5.1.2 多层、多模态非均质组织仿体的制备
5.2 模拟组织偏振特性仿体的制备及其性能研究
5.2.1 基于静电纺丝技术制备纤维
5.2.2 静电纺丝纤维分布表征
5.2.3 静电纺丝纤维双折射性能表征
5.2.4 具有偏振特性的组织仿体制备与光学特性表征
5.3 基于三维打印与浇铸制备连体儿仿体用于分离手术术前规划与术中导航
5.3.1 CAD模型重建与模具设计
5.3.2 X射线衰减材料及基底材料的选择
5.3.3 基于三维打印与浇铸制备连体儿仿体过程
5.3.4 具有不同颜色和X射线衰减系数的组织仿体性能评估与验证
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
参考文献
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]光固化3D打印材料[J]. 谢彪,王小腾,林润雄,魏燕彦,马凤国. 丝网印刷. 2014(10)
[2]3-D打印技术制备人工骨修复下颌角截骨整形术后骨缺损[J]. 沈聪聪,张艳,李青峰,朱明,侯亦康,曲淼,许祐荣,柴岗. 中国修复重建外科杂志. 2014(03)
[3]实时三维超声测量动脉粥样硬化斑块体积——仿体实验[J]. 张鹏飞,张运,姚桂华,丁士芳,张梅,李大庆,姜虹. 中华超声影像学杂志. 2005(08)
[4]生物组织光学参数的校准模型及测量[J]. 赵军,丁海曙,赵忠耀,杜鹃. 光电子·激光. 2005(04)
本文编号：3719407
【文章页数】：102 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及研究意义
1.1.1 光学影像在医疗诊断领域的作用
1.1.2 组织光学仿体对于医学光学影像技术的意义
1.2 国内外组织光学仿体研究现状
1.2.1 基于传统方法制备组织光学仿体简介
1.2.2 基于三维打印方法制备组织光学仿体简介
1.2.3 目前研究存在的不足及关键问题
1.3 论文内容及组织结构
1.3.1 论文研究内容
1.3.2 研究组织结构
第2章 组织光学仿体三维打印生产线的设计与搭建
2.1 不同三维打印技术的特点及制备非均质组织仿体的可行性
2.2 旋涂打印模块
2.2.1 模块整体设计
2.2.2 旋涂打印流程
2.3 Polyjet打印模块
2.3.1 基于压电喷墨打印机的Polyjet三维打印系统设计
2.3.2 Polyjet打印流程
2.4 FDM打印模块
2.4.1 FDM模块整体设计
2.4.2 FDM打印流程
2.5 三维打印生产线的整合与搭建
2.5.1 生产线整体设计与搭建
2.5.2 控制系统
第3章 用于多模态、非均质组织光学仿体打印的材料及其性能研究
3.1 用于Polyjet打印模块的材料及其性能
3.2 用于旋涂打印模块的材料及其性能
3.3 用于FDM打印模块的材料及其性能
3.4 用于仿体浇铸的材料及其性能
第4章 具有不同组织特征的仿体的三维打印及其性能研究
4.1 “数字光学仿体”设计
4.2 光学参数测试仪器
4.3 基于旋涂制作具有表层纹路的组织仿体
4.3.1 用于制备纹路的硅片基体的制作
4.3.2 表皮层仿体结构与光学参数
4.3.3 旋涂打印源文件的获取
4.4 Polyjet打印真皮层组织仿体
4.4.1 真皮层仿体结构与光学参数
4.4.2 PolyJet打印源文件的获取
4.5 FDM打印皮下组织层仿体
4.5.1 皮下组织层仿体结构参数
4.5.2 皮下组织层仿体光学参数
4.5.3 FDM打印源文件的获取
第5章 结合三维打印技术与浇铸方法制备的组织仿体的性能及应用研究
5.1 制备多模态、非均质组织光学仿体用于校准光学影像设备
5.1.1 多层、多尺度、非均质组织仿体的制备
5.1.2 多层、多模态非均质组织仿体的制备
5.2 模拟组织偏振特性仿体的制备及其性能研究
5.2.1 基于静电纺丝技术制备纤维
5.2.2 静电纺丝纤维分布表征
5.2.3 静电纺丝纤维双折射性能表征
5.2.4 具有偏振特性的组织仿体制备与光学特性表征
5.3 基于三维打印与浇铸制备连体儿仿体用于分离手术术前规划与术中导航
5.3.1 CAD模型重建与模具设计
5.3.2 X射线衰减材料及基底材料的选择
5.3.3 基于三维打印与浇铸制备连体儿仿体过程
5.3.4 具有不同颜色和X射线衰减系数的组织仿体性能评估与验证
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
参考文献
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]光固化3D打印材料[J]. 谢彪,王小腾,林润雄,魏燕彦,马凤国. 丝网印刷. 2014(10)
[2]3-D打印技术制备人工骨修复下颌角截骨整形术后骨缺损[J]. 沈聪聪,张艳,李青峰,朱明,侯亦康,曲淼,许祐荣,柴岗. 中国修复重建外科杂志. 2014(03)
[3]实时三维超声测量动脉粥样硬化斑块体积——仿体实验[J]. 张鹏飞,张运,姚桂华,丁士芳,张梅,李大庆,姜虹. 中华超声影像学杂志. 2005(08)
[4]生物组织光学参数的校准模型及测量[J]. 赵军,丁海曙,赵忠耀,杜鹃. 光电子·激光. 2005(04)
本文编号：3719407
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3719407.html
最近更新
教材专著
