Printing the Brain

Created Date: / updated date: 2018-03-13
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  • Medium dsc 0101
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Printing the Brain by chihirovv is licensed under the Creative Commons - Attribution license.
Summary
MRI x 3D Printer
慶應SFCの学生が、自分自身の脳を、その手でプリントする。 Printing the Brainは3Dプリンタを用いて人間の脳のモデルをプリントし、その視覚化を試みるプロジェクトです。 これらの研究は、脳をリアルタイムに可視化することを目標とし、将来的には神経活動のマッピングを目指しています。また自分の脳をそのままプリントアウトする為、医療への応用にも期待されています。
本プロジェクトは2013年に行われ、慶應義塾大学湘南藤沢メディアセンターFabspaceに設置されている3Dプリンタを利用させて頂きました。学生であれば誰もが無償で利用できます。

Materials

    Tools

      Blueprints

        Making

        • Step 0: 事前準備

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          Thumb 552139
          STLファイルに書き出す方法
          • 予め, freesurferをインストールする必要があります.
          • 事前にBEM（境界要素法）モデルを作成している事を想定しています.

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            • Tools

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              Thumb 552139
              FreeSurferは, Massachusetts General HospitalのMartinos Center for Biomedical Imagingで開発されたフリーのソフトウェアです.
              Linux版とMac版があります.

              FreeSurfer Download

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              • Freesuferのインストール

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                Thumb 552139

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                • MRIデータ（DICOM形式）の加工

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                  Thumb 552139
                  • DICOMをMGZ形式に変換し, MGZファイルから順モデルを計算するためのBEM（境界要素法）モデルを作成.
                  • 計算には時間が掛かります（半日〜3日）. スペックが良いマシンを推奨します.

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                • Step 1: STLファイルへ変換する方法

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                  Thumb 552139
                  $ cd surf
                  $ mris_convert lh.pial lh.pial.stl
                  $ mris_convert rh.pial rh.pial.stl
                  surfフォルダに入っているlh.pialとrh.pialをSTLファイルに変換します.

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                    • Step 2: 膨らませた脳をSTLファイルに変換する方法

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                      Thumb 552139
                      $ cd surf
                      $ mris_convert lh.inflated lh.inflated.stl
                      $ mris_convert rh.inflated rh.inflated.stl
                      Small tksurfer 1

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                        • Step 3: STLファイルを閲覧する方法

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                          Thumb 552139
                          • MeshLab をインストールすると, STLファイルを読み込むことが出来ます.
                          Small meshlab 1

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                            • Step 3: Makerbot Replicator2を利用した脳3Dプリント

                              0
                              Thumb 552139
                              • 予め, MakerBot Desktopをダウンロードとインストールして下さい.
                              • MakerBot Desktopを起動後, 「File」→「Open」 OR 「ADD FILE」で「lh.pial」または「rh.pial」を開いて下さい.
                              Small makerbot 2

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                                • SETTING

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                                  Thumb 552139
                                  「SETTING」をクリック後, 「Raft」, 「Support」を選択して下さい. その他の設定は環境やフィラメントによって変わってきますので, 各自で試して下さい.
                                  Small makerbot 3

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                                  • x3gファイルの作成

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                                    Thumb 552139
                                    「EXPORT PRINT FILE」をクリック後, 「lh.pial.x3g」が生成されます. これをReplicatorのUSBかMicroSDに入れて, 本体に挿すことでプリントができます.
                                    • 3Dプリントに時間がかかる場合は, 左右の脳を半分にする方法をお勧めします.
                                    Small makerbot 1

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                                  • 脳3Dモデルのデータ公開について

                                    0
                                    Thumb 552139
                                    これからMRIのデータだけではなく, 脳の情報を用いて, モノをつくっていく未来が予想されます. 脳の情報を応用することに関して, まだまだ未開拓な分野です. それは一個人が脳のデータを得にくいという問題があるからです. 脳の情報をより共有しやすくしたり, 簡単に計測ができれば応用研究が進んでいくと思われます. しかしながら, 現状はそうなっていません. インターネット上に脳の情報を公開する難しさについて述べていきたいと思います.

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                                      • Discussion

                                        0
                                        Thumb 552139
                                        1. 脳のデータは個人情報であること
                                        2. 脳のデータでわかる事も沢山あること
                                        現在, MRIで分かることは, 病気の有無と脳の構造です. 
                                        Voxel Based Morphometry法を使うと, 脳体積の減少や増加, 様々な精神機能や行動パターンなどと関連した脳形態特徴などを同定する事が可能になります. 従って, インターネット上に自分の脳を公開する事は十分に注意する必要があります.


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                                        Usages

                                        • Cubeを利用した脳の3Dプリント

                                          Thumb 552139
                                          2013年に慶應義塾大学湘南藤沢メディアセンターのFabspaceに設置されている「Cube」を用いて, 印刷を行った動画です.

                                        • 脳のMRI画像

                                          Thumb 552139
                                          自分の脳をMRIで撮像すると, 約数100枚の断面画像で出力されます. それを動画にし, 頭上から再生したものです. この動画は製作者の脳であり, 脳の構造からいろいろと分かる事もあります. 自分の脳の3Dモデルをインターネット上で無闇に公開しない事をお勧めします. 今は分からないことでも, 数年後には脳の情報を解読されてしまう事があるからです.

                                        • 村井純教授による紹介動画

                                          Thumb 552139
                                          慶應義塾大学環境情報学部の学部長である村井純教授に紹介して頂きました. 『大学×テクノロジー』 by Life is Tech !, 20:19ごろに本プロジェクトが紹介されています.
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