Titelaufnahme

Titel
Prozess der Erstellung von dreidimensionalen Druckmodellen von Feten mittels sonographischer Bilddatensätze
Weitere Titel
Process of Creating Three-dimensional Printed Models of Foetuses from Sonographic Image Data
AutorInnenWimmer, Yvonne
GutachterKraus, Barbara
Erschienen2018
Datum der AbgabeJuni 2018
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)dreidimensionale Modelle / 3D-Modelle / fetale 3D-Sonographie / fetale 3D-Modelle / 3D-Drucker / MeshLab / 4Dview
Schlagwörter (EN)three dimensional printed models / 3D-models / 3D-sonography of fetuses / three dimensional printed models of fetuses / 3D-printer / MeshLab / 4Dview
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Ziel: Um ein technisches Verständnis zu schaffen, werden in der Bachelorarbeit die Funktionsweise und Möglichkeiten der relevantesten 3D-Druckertypen mittels Literaturrecherche beschrieben. Ein wichtiger Aspekt ist es, durch rezente Literatur spezifische Fragestellungen zu eruieren, welche einen dreidimensionalen Druck eines Fetus mit sonographischen Volumendaten benötigen und ob es in diversen Ländern bereits eine routinemäßige Verwendung gibt

Zudem wird der Prozess von der Erhebung der dreidimensionalen Datensätze über die Bearbeitung im 4Dview (General Electric, Version 17.1) und MeshLab (frei zugänglich, Version 2016) bis hin zur Auswahl des richtigen Druckverfahrens für ein einfarbiges Modell dargelegt und beschrieben. Aufkommende Probleme während dieses Prozesses werden aufgezeigt, der Vorteil dieses Druckertyps und das Potential beschrieben.

Methode: Zur Beantwortung der Forschungsfragen wurde eine Recherche mit rezenter (nicht älter als 5 Jahre) Literatur gemacht. Für die Eruierung der notwendigen Qualität der dreidimensionalen Rohdatensätze des Sonographie - Geräts, wird eine selbstständige Bilddatenerhebung auf einem General Electric Voluson E6 mithilfe eines Modellaufbaus durchgeführt. Fetale sonographische Demodatensätze werden in den Programmen 4Dview und dem frei zugänglichen Programm MeshLab segmentiert, bearbeitet und im passenden Format exportiert.

Ergebnisse: Die derzeitige Studienlage lässt keine Definition einer spezifischen Fragestellung, bei der sonographische Datensätze von Feten zum Einsatz kommen, aufzeigen. Dreidimensionale Modelle verlangen den Harmonic Imaging-Modus und eine hohe bis maximale Qualität der akquirierten Volumendatensätze. Nach Export und Segmentierung im 4Dview soll die Objektform, Voll oder Relief, dem dargestellten Bereich des Fetus beziehungsweise der zu Verfügung stehenden Bildinformationen entsprechen. Die Auswahl des richtigen Druckertyps ist abhängig von den spezifischen Ansprüchen der Anwenderin / des Anwenders.

Diskussion: Eine spezifische Fragestellung zu eruieren, ist aufgrund der fehlenden Literatur nicht möglich, weshalb die Frage der zukünftigen Entwicklung und die Anwendung in der Routine offenbleibt. Während der Bearbeitung der Datensätze und des Exports sind Effekte wie die inkorrekte Farbdarstellung zwischen 4Dview

und MeshLab und die Änderung der Größen des ausgedruckten Objektes aufgetreten. Bei Ersterem wird ein Ansatz zur positiven Veränderung dieses Effekts bei der weiteren Verarbeitung der Grauwert-Volumendaten erkannt und bietet für zukünftige Arbeiten Raum für weitere Forschung.

Es gilt zu erwähnen, dass ausschließlich die Druckersysteme Connex, FDM und 3DP für die fetalen Modelle angewendet wurden und dass mit anderen Modellvarianten unterschiedliche Ergebnisse erzielt werden können.

Zusammenfassung (Englisch)

Objective: This thesis describes the functions and opportunities of various 3D-Printers in order to get a better technical knowledge. It is an aim to define specific reasons to produce three dimensional printed fetal models based on sonographic image data. Moreover the whole process from acquisition, processing of the sonographic image data in the programmes 4Dview (version 17.1) and the free access able MeshLab (version 2016), to the selection of the right 3D-printer for a single-colored or photorealistic model is described. Problems which occurred during the process and the potential of this technic will be specified and benefits of the selected printer are shown.

Methods: In order to answer the research questions, a literature research with recent literature was made. Moreover, sonographic image data was acquired to define the required qualitative standards of the three-dimensional image data. The trial was made with General Electric Voluson E6 and a model. The image data for demonstration was segmented, processed and exported into the progammes 4Dview (General Electric) and free access able MeshLab.

Results: Based on recent studies it is not possible to define a specific reason for using three-dimensional sonographic image data to create fetal models. To produce high quality models of foetuses the harmonic imaging-mode and a high or maximum acquisition quality should be used. The export of the image data (“full” or “relief”) from 4Dview to MeshLab should correspond to the shown anatomical parts or the amount of image data. The appropriate type of 3D-printer depends on the specific demands of the user.

Discussion: Recent studies show no specific reason for using three-dimensional sonographic image data for fetal models. This is the reason why the future development and the use for this technic remains unanswered. During processing the image data, different colorization or a variance in the size between 4Dview and MeshLab occurred. Regarding color variation, the effect could be found during processing the grey tone image data. However, to proof this thesis, more research work has to be done. Moreover, only Connex, FDM and 3DP three-dimensional printers were used for production of fetal models. With other versions of 3D-printers, a different outcome could be achieved.