Η προστιθέμενη αξία του 3D Imaging και 3D Printing σε χειρουργικές επεμβάσεις κεφαλιού και λαιμού

Abstract

Στη διπλωματική αυτή εργασία μελετάται η συνεισφορά της τρισδιάστατης απεικόνισης (3D Imaging) και της τρισδιάστατης εκτύπωσης (3D Printing) σε χειρουργικές επεμβάσεις στο κεφάλι και στο λαιμό. Πραγματοποιείται εκτεταμένη αναφορά σε τεχνικές ψηφιακής επεξεργασίας (κατάτμηση, ταύτιση, ανακατασκευή) και κυρίως σε προσεγγίσεις αυτοματοποιημένης κατάτμησης τρισδιάστατης ιατρικής εικόνας βάσει νευρωνικών δικτύων. Γενικότερα, η χρήση υπολογιστικών συστημάτων για την επεξεργασία και την πολυδιάστατη εποπτεία ιατρικών δεδομένων, προσφέρει νέες δυνατότητες αξιολόγησης απεικονιστικών ευρημάτων, σχεδιασμού και επεξεργασίας θεραπευτικών παρεμβάσεων. Για την ανακατασκευή, την προεπεξεργασία, την ανάλυση και την εξαγωγή χαρακτηριστικών βιοϊατρικών εικόνων, παρουσιάζονται κώδικες που έχουν αναπτυχθεί σε περιβάλλον MATLAB. Με την τεχνολογία της τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι δυνατή η κατασκευή ανατομικών μοντέλων και τεχνητών μοσχευμάτων από ιατρικά απεικονιστικά δεδομένα που έχουν υποστεί κατάλληλη επεξεργασία μέσω λογισμικών. Το κύριο μέρος της εργασίας αφορά ερευνητικές εφαρμογές όπου η τρισδιάστατη απεικόνιση και η τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιούνται σε χειρουργικές επεμβάσεις στο κεφάλι και στο λαιμό. Σχετικές μελέτες πραγματοποιούνται στους τομείς της Νευροαπεικόνισης και Νευροχειρουργικής, της Οδοντιατρικής, της Ωτολαρυγγολογίας και σε πλαστικές επεμβάσεις του προσώπου. Στο τέλος της εργασίας διεξάγονται συμπεράσματα και αναφέρονται αντικείμενα μελλοντικής έρευνας, καθώς το πεδίο της Βιοϊατρικής Μηχανικής εξελίσσεται ραγδαία.