Caner BAKICI, Remzi Orkun AKGÜN, Çağdaş OTO

3 boyutlu baskı dil kemik modellerinin karşılaştırmalı veteriner anatomi eğitiminde uygulanabilirliği ve verimliliği

Üç boyutlu (3B) baskı olarak da bilinen eklemeli üretim; mühendislik, sanat, eğitim ve tıp gibi birçok alanda teknolojik atılım getirmektedir. Bu çalışmada iki ayrı tema tanımlanmıştır. İlki, farklı dil kemiklerinin grafiksel bir 3B modelleme yaklaşımını sunmak, ikincisi ise bu kemik yapıların 3B baskı modellerini oluşturup orijinal formları ile karşılaştırmayı içerir. 3B baskı modellerini üretmek için farklı dil kemikleri (at, sığır, köpek, kedi ve domuz) kullanıldı. Dil kemikleri, multidedektörlü bilgisayarlı tomografi (MD BT) ile tarandı. İki Boyutlu (2B) görüntüler Tıpta Dijital Görüntüleme ve İletişim formatında (DICOM) saklandı ve bu görüntülerin bölümlendirilmesi ve düzeltilmesi yapıldı. Dil kemiklerinin 3B rekonstrüksiyon görüntüleri 3D Slicer yazılımıyla elde edildi. Dil kemiklerinin 3B modelleri bilgisayardaki stereolitografi (STL) dosya formatında kaydedildi. Bu STL görüntüleri daha sonra Katmanlı Üretim Teknolojisi (FDM) yazıcısı ve polilaktik asit (PLA) filamenti ile fiziksel 3B baskı modelleri üretmek için kullanıldı. Dil kemiklerin çok ince ve kırılgan olduğu bilinmektedir. Bu nedenle, bu karakteristik kemiklerde 3B baskılı modellemenin kullanılabildiği belirlendi. Bu 3B modellerin anatomi eğitimi için faydalı olduğu ve orijinal kemiklere kıyasla kırılmasının daha zor olduğu görüldü. Bu kemiklerin, veteriner anatomi eğitiminin uygulama dersleri için 3B baskı teknolojisi ile hızla üretilebileceği görülmüştür. Bu çalışma; dayanıklı, gerçek benzeri kemik örneklerinin minimum ekipman ve insan gücü ile üretilebileceğini göstermektedir. Üretilen 3B modeller ve 3B rekonstrüksiyon görüntüler veteriner anatomi eğitimi sırasında kullanılabileceği gözlenmiştir.

Anahtar Kelimeler:

3B baskı, Anatomi, Çok kesitli bilgisayarlı tomografi, Dil kemiği, Eğitim

The applicability and efficiency of 3 dimensional printing models of hyoid bone in comparative veterinary anatomy education

Additive manufacturing, also known as three-dimensional (3D) printing, is bringing the technological breakthrough in many areas, such as engineering, art, education, and medicine. Two separate themes are described in this study. The first theme is to present a graphical 3D modeling approach of different hyoid bones. The second theme involves making 3D printing models of these bony structures and compared with original forms. Different hyoid bones (horse, cattle, dog, cat, and pig) were used to produce 3D printing models. Hyoid bones were scanned with the multidetector computed tomography (MD CT). Two-dimensional (2D) images were stored in Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) and segmentation and post-processing of these images were performed. 3D reconstructed images of the hyoid bones were acquired with 3D Slicer software. 3D models of the hyoid bones were recorded in stereolithography (STL) file format on the computer. These STL images were then used to produce physical 3D printing models with the Fused Deposition Modelling (FDM) printer and polylactic acid (PLA) filament. It was known that hyoid bones are very thin and fragile. For this reason, 3D printed models could be used for these characteristic bones. These 3D models were seen useful for anatomy education and hard to break compared to original bones. It was seen that it could be rapidly produced by 3D printing technology for anatomy education in practical lessons. This study shows that durable, real-like bone specimens could be produced with minimal equipment and manpower. It was observed that both produced 3D models and 3D reconstructed images can be used during veterinary anatomy education.

Keywords:

3D printing, Anatomy, Education, Hyoid bone, Multidetector computed tomography,

___

1. AbouHashem Y, Dayal M, Savanah S, Strkalj G (2015): The application of 3D printing in anatomy education. Med Educ Online, 20, 29847.
2. Cohen J, Reyes SA (2015): Creation of a 3D printed temporal bone model from clinical CT data. Am J Otolaryngol, 36(5), 619-624.
3. Estai M, Bunt S (2016): Best teaching practices in anatomy education: A critical review. Ann Anat, 208, 151-157.
4. HAS (2018): Health and safety authority 2018: Code of practice for the chemical agents regulations. Dublin, Ireland.
5. Hochman JB, Rhodes C, Wong D, Kraut J, Pisa J, Unger B (2015): Comparison of cadaveric and isomorphic three-dimensional printed models in temporal bone education. Laryngoscope, 125(10), 2353-2357.
6. Javaid M, Haleem A (2018): Additive manufacturing applications in orthopaedics: A review. J Clin Orthop Trauma, 9(3), 202–206.
7. Li F, Liu C, Song X, Huan Y, Gao S, Jiang Z (2018): Production of accurate skeletal models of domestic animals using three-dimensional scanning and printing technology. Anat Sci Educ, 11(1), 73-80.
8. Mowry SE, Jammal H, Myer C, Solares CA, Weinberger P (2015): A novel temporal bone simulation model using 3d printing techniques. Otol Neurotol, 36(9), 1562–1565.
9. Radetzki F, Mendel T, Noser H, Stoevesandt D, Röllinghoff M, Gutteck N, Delank KS, Wohlrab D (2013): Potentialities and limitations of a database constructing three-dimensional virtual bone models. Surg Radiol Anat, 35(10), 963-968.
10. Shepherd S, Macluskey M, Napier A, Jackson R (2017): Oral surgery simulated teaching; 3D model printing. Oral Surg, 10(2), 80-85.
11. Smith ML, Jones JFX (2018): Dual-extrusion 3D printing of anatomical models for education. Anat Sci Educ, 11(1), 65-72.
12. Thomas DB, Hisrox JD, Dixon BJ, Potgieter J (2016): 3D scanning and printing skeletal tissues for anatomy education. J Anat, 229(3), 473-481.
13. Vaccarezza M, Papa V (2015): 3D printing: a valuable resource in human anatomy education. Anat Sci Int, 90(1), 64–65.