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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines 3D-Facsimiles eines Objekts und ein System zur Herstellung eines 3D-Facsimiles eines Objekts.
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Zum Kopieren eines einfachen Objekts ist es bekannt, das Objekt mit einem optischen Scanner von außen dreidimensional abzutasten und entsprechend aufbereitete 3D-Daten an einen 3D-Drucker zu übertragen, welcher somit die von außen ersichtliche Struktur des Objekts reproduzieren kann. Derzeit sind entsprechende 3D-Drucker, welche das Objekt z. B. aus Kunststoff oder Metall herstellen können, verfügbar. Bisher wird durch die optische Abtastung von außen nur die von außen ersichtliche Struktur des Objekts erfasst. Das Kopieren beschränkt sich somit auf nicht verschattete Bereiche der äußeren Hülle des Objekts. Die vollständige dreidimensionale Struktur, insbesondere die innere Struktur des Objekts, wird auf diese Weise nicht erfasst. Insbesondere ist auf diese Weise das Kopieren von Objekten mit innen liegenden Hohlräumen, beispielsweise Führungen für Fluide, oder von Objekten, bei denen Wandstärken oder die innere Struktur für mechanische Eigenschaften essentiell sind, nicht möglich. Gleiches gilt für das Kopieren ineinander greifender Teile, insbesondere beweglicher Mechaniken, für die in der Regel ebenfalls Kenntnis der vollständigen 3D-Struktur nötig ist.
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US 2014/0157579 A1 offenbart ein Verfahren zur Erleichterung der Herstellung eines kundenspezifischen Gegenstands, umfassend:
- – Bereitstellen einer Angebotsanfrage eines Kunden in einem Netzwerk,
- – Anzeigen der Angebotsanfrage des Kunden einem Lieferanten über das Netzwerk,
- – Senden eines Angebots des Lieferanten an den Kunden über das Netzwerk,
- – Weiterleiten einer Antwort auf das Angebot von dem Kunden an den Lieferanten über das Netzwerk, und
- – Ermöglichen eines Hochladens und eines Herunterladens einer dreidimensionalen Punktwolke.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, eine verbesserte Herstellung eines 3D-Facsimiles eines Objekts zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, ein System nach Anspruch 8 sowie eine Verwendung nach Anspruch 15. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines 3D-Facsimiles eines Objekts, umfasssend folgende Schritte:
- – Aufnehmen von tomographischen Daten des Objekts,
- – Generieren eines virtuellen, geometrische Informationen umfassenden 3D-Modells des Objekts basierend auf den tomographischen Daten,
- – 3D-Drucken des 3D-Facsimiles des Objekts basierend auf dem 3D-Modell.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zu Grunde, dass ein virtuelles, geometrische Informationen umfassendes 3D-Modell des Objekts besonderes genau generiert werden kann, wenn das Generieren auf tomographischen Daten basiert.
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Die Tomographie ist ein bildgebendes Verfahren, bei dem Schnittbilder eines dreidimensionalen abzubildenden Bereichs, beispielsweise des Objekts, rekonstruiert werden. Dabei sind insbesondere überlagerungsfreie Schnittbilder einer Schicht des Objekts aus Projektionsdaten, in welchen Informationen zur inneren Struktur dieser Schicht in überlagerter Form vorliegen, rekonstruierbar. Insbesondere können die Schnittbilder die innere Struktur des Objekts wiedergeben. Tomographische Daten können dabei insbesondere Projektionsdaten, Schnittbilder und/oder weitere rekonstruierte Daten umfassen. Insbesondere sind durch 3D-Scans und/oder die Aufnahme von Projektionsdaten von mehreren aufeinanderfolgenden Schichten tomographische Daten realisierbar, die Informationen über die dreidimensionale 3D-Struktur einschließlich der inneren Struktur des Objekts umfassen.
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Im Falle der Computertomographie werden Projektionsdaten in Form von Strahlungsprojektionen unter verschiedenen Projektionswinkeln aufgenommen. Dabei rotiert eine Aufnahmeeinheit in Form einer Strahlungsquelle und eines Strahlungsdetektors relativ zu dem abzubildenden Bereich. Die Schichtselektion erfolgt dabei durch eine Rotationsebene der Aufnahmeeinheit. Bei der Magnetresonanztomographie werden Projektionsdaten in Form von Hochfrequenzsignalen für verschiedene Gradientenfelder aufgenommen. Dabei ist eine Aufnahmeeinheit in Form einer Hochfrequenzantenne elektromagnetisch an den abzubildenden Bereich gekoppelt. Die Schichtselektion erfolgt dabei durch einen Schichtselektionsgradienten.
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Erfindungsgemäß ist das virtuelle, geometrische Informationen umfassende 3D-Modell des Objekts geeignet, 3D-Informationen über die 3D-Struktur des Objekts derart für einen 3D-Drucker bereitzustellen, dass ein 3D-Facsimile des Objekts gedruckt werden kann. Insbesondere kann das 3D-Modell digitalisierte 3D-Informationen zum rechnergestützten Konstruieren, z. B. CAD(computer-aided design)-Daten, und/oder zum rechnergestützten Fertigen umfassen. Dies wird erreicht durch ein geeignetes Digitalisierungsmodul, welches tomographische Daten, insbesondere Bilddaten, in digitalisierte 3D-Informationen, z. B. CAD-Daten und/oder STL(surface triangulation language)-Daten, über das Objekt übertragen kann. Optional kann das 3D-Modell in einem CAD-Programm verarbeitet und/oder visualisiert werden.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung umfasst das 3D-Modell Informationen über eine innere Struktur des Objekts.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung umfasst das 3D-Modell Informationen über die Dichte und/oder das Material des Objekts.
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Beim Generieren des 3D-Modells basierend auf den tomographischen Daten kann beispielsweise ein Volumenmodell und/oder ein Körpermodell des Objekts erstellt werden. Das Volumenmodell weist insbesondere geometrische Informationen, beispielsweise eine Beschreibung von Kanten und Flächen des Objekts, auf. Das Körpermodell kann zusätzlich zu geometrischen Informationen für jedes Volumenelement zumindest näherungsweise Informationen über Dichte, Material, Oberflächenbeschaffenheit und ähnliches aufweisen.
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Für die Eigenschaften eines physischen Objekts ist neben der Form auch das Material von entscheidender Bedeutung. Schon mit einem herkömmlichen Computertomographiegerät kann eine Aussage gemacht werden, ob es sich bei einem gescannten Volumenelement eher um z.B. Metall oder Kunststoff handelt. Techniken wie Dual-Energy erweitern diese Möglichkeit. Die Identifikation und Separation von Materialien wird von Technologien wie z.B. Counting CT, Spectral CT und ähnlichen noch weiter verbessert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfassen die tomographischen Daten für jedes abgetastete Volumenelement des Objekts zumindest näherungsweise Informationen über die Dichte und/oder das Material. Diese Informationen können für den 3D-Druck verwendet werden. Insbesondere ist der Einsatz von 3D-Druckern denkbar, die Objekte aus Komposit-Materialien und/oder aus biokompatiblen Materialien, die über metallische Gelenk- oder Knochenprothesen hinausgehen, herstellen können.
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Die Erfindung ermöglicht insbesondere das Kopieren von Objekten, für die keine 3D-Daten zugrunde liegen, weil sie z.B. handwerklich oder kunsthandwerklich hergestellt wurden, sowie das Kopieren von Objekten, bei denen es einfacher ist ein bereits vorliegendes Exemplar zu kopieren, als die zugrunde liegenden 3D-Daten zu beschaffen. Das gilt insbesondere für die Herstellung von Ersatzteilen z.B. zerbrochener Teile eines aus mehreren Teilen zusammengesetzten Gegenstandes. Die Erfindung ermöglicht weiterhin basierend auf der Aufnahme von anatomischen Gegebenheiten eines Patienten 3D-Facsimiles von relevanten Köperteilen z.B. aus Kunststoff zu drucken um sie zur Planung von Operationen oder ähnlichen Zwecken einzusetzen. Insbesondere können personalisierte Prothesen aus biokompatiblem Material mittels 3D-Druck hergestellt werden. Denkbar sind hier insbesondere Gelenkprothesen, Schienen zur Fixierung von Knochenbrüchen, endovaskuläre Prothesen und ähnliches.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung umfasst das Generieren ein Segmentieren einer Teilstruktur des Objekts aus den tomographischen Daten. Das Segmentieren kann dabei auf einer Information über die Teilstruktur, z. B. Dichte, Material, morphologische Abgrenzung etc., basieren
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Die Erfindung ermöglicht damit Teilstrukturen innerhalb des gescannten Objektes, z. B. Einzelteile eines mechanischen Apparats oder einzelne Gehäuseteile, bzw. des Patienten zu segmentieren. Damit sind diese Teilstrukturen einzeln kopierbar. Dies ist insbesondere beim Reverse-Engineering eines mechanischen Gebildes hilfreich, wo es nötig ist das Gehäuse, Chassis, bewegliche Teile, Schmiermittel etc. zu separieren. Insbesondere aber kann dieser Aspekt auch genutzt werden um beim Kopieren von Körperteilen von z.B. Patienten oder im allgemeinen organischer Objekte z.B. zum Zweck der Prothetik oder der Planung eines komplexen chirurgischen Eingriffs nicht den gesamten gescannten Bereich zu replizieren, sondern nur eine Teilstruktur wie z.B. das Herz, den Gefäßbaum oder ein Gelenk.
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Optional ist das Digitalisierungsmodul dazu ausgelegt, Teilbereiche des Objekts zum Zweck der Erstellung einer Kopie dieser Teilbereiche automatisch zu segmentieren. Segmentierungsalgorithmen, insbesondere Auto-Segmentierungsalgorithmen, können basierend auf z. B. Dual- oder Multi-Energy-Verfahren, insbesondere Quantum Counting-Verfahren, das Material einzelner Volumenelemente zumindest näherungsweise erkennen. Somit sind zusätzlich zu 3D-Facsimiles von Objekten mit einer komplexen räumlichen Struktur (ermöglichst durch röntgenbasiertes Scannen der Tiefenstruktur), auch 3D-Facsimiles von Objekten, die aus mehreren Materialien zusammengesetzt sind, herstellbar.
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Die Kombination des 3D-Druckens mit dem Verfahren der Tomographie, insbesondere Computertomographie, ermöglicht insbesondere 3D-Facsimiles von Objekten mit einer komplexen inneren 3D-Struktur detailgetreu einschließlich der Wandstärken und Hinterschneidungen herzustellen.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren weiterhin ein Übertragen eines Modelldatensatzes, der das 3D-Modell umfasst, von einem Quellknoten zu einem Zielknoten. Dabei kann das Übertragen insbesondere ein Versenden des Modelldatensatzes vom Quellknoten mittels eines Versendemoduls und/oder ein Empfangen des Modelldatensatzes am Zielknoten mittels eines Empfangsmoduls umfassen.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung umfasst das Übertragen ein Einbetten des 3D-Modells in ein einheitliches Kommunikationsprotokoll.
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Auf diese Weise können Informationen über die 3D-Struktur, insbesondere CAD-Daten, in einem Datenübertragungsnetzwerk, insbesondere via Internet, digital übertragen werden. Mittels eines geeigneten Kommunikationsprotokolls können 3D-Facsimiles ähnlich einem Dokumenten-Telefax über längere Strecken hinweg digital versendet werden. Insbesondere kann somit ein Objekt, das an einem Ort des Quellknotens vorliegt und eingescannt wird, nach Übertragung des Modelldatensatzes an einem entfernten Ort des Zielknotens reproduziert werden.
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Die Erfindung ermöglicht somit ein Kopieren sowie ein materiefreies Versenden von Objekten mit einer komplexen dreidimensionalen Struktur.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren weiterhin ein Empfangen einer Nutzungsinformation an einem Betreiberknoten. Auf diese Weise kann z. B. ein Betreiber des 3D-Telefax-Netzes das Übertragen des Modelldatensatzes in dem Datenübertragungsnetzwerk, insbesondere im Internet, sowie ein Benutzen entsprechender Versende- und Empfangsmodule erfassen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren weiterhin ein Hinterlegen von Teilnehmerprofilen und/oder Benutzerprofilen. Teilnehmerprofile können insbesondere für Teilnehmer, welche Tomographiegeräte und/oder 3D-Drucker für das 3D-Telefax-Netz bereitstellen, hinterlegt werden. Benutzerprofile können insbesondere für Benutzer, die das 3D-Telefax-Netz zum Versenden von 3D-Facsimiles nutzen, hinterlegt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren ein Verrechnen einer Gebühr. Die Gebühr kann z. B. durch den Betreiber des 3D-Telefax-Netzes verrechnet werden. Die Gebühr kann z. B. die Nutzung eines oder mehrerer der hier beschriebenen Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder Systems betreffen. Auf diese Weise kann der Betreiber des 3D-Telefax-Netzes den Benutzern insbesondere ein Element in Rechnung stellen, welches aus der Gruppe gewählt ist, die aus einer Aufnahme tomographischer Daten, einem Generieren eines 3D-Modells, einem Übertragen eines Modelldatensatzes, einem 3D-Drucken eines 3D-Facsimiles und Kombinationen davon besteht. Ein erster Teilbetrag der Rechnung kann z. B. an die beteiligten Teilnehmer weitergegeben werden. Ein weiterer Teilbetrag kann z. B. als Gewinn seitens des Betreibers des 3D-Telefax-Netzes einbehalten werden. Das Verrechnen der Gebühr erfolgt vorzugsweise über die Teilnehmer- und/oder Benutzerprofile.
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Dieses Geschäftsmodell ermöglicht insbesondere Profit aus der tatsächlichen Nutzung des 3D-Telefax-Netzes zu realisieren. Dieses Geschäftsmodell ermöglicht weiterhin ein Computerprogrammprodukt zum Aufbereiten der tomographischen Daten und/oder zum Generieren des 3D-Modells, beispielsweise in Form von versendbaren und druckbaren CAD-Daten, den Teilnehmern, welche Tomographiegeräte bereitstellen, kostenfrei zur Verfügung zu stellen. Das begünstigt ein schnelles Wachstum und eine hohe Attraktivität des 3D-Telefax-Netzes. Das schnelle Wachstum ist wiederum ein Marktvorteil für das 3D-Telefax-Netz, um sich z. B. gegenüber Nachahmer-Netzen zu behaupten. Durch eine wachsende Menge der Teilnehmer wird das 3D-Telefax-Netz engmaschiger und damit für Benutzer attraktiver.
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Der Betreiber kann z. B. die Teilnahme an dem 3D-Telefax-Netz exklusiv auf Computertomographiegeräte eines ausgewählten Herstellers beschränken. Es wäre auch denkbar, dass der Betreiber darauf verzichtet, das 3D-Telefax-Netz exklusiv auf Computertomographiegeräten eines ausgewählten Herstellers zu beschränken. Auf diese Weise kann der Betreiber des 3D-Telefax-Netzes zusätzlich Gewinn aus den teilnehmenden Computertomographiegeräten der Wettbewerber des ausgewählten Herstellers realisieren. Darüber hinaus kann damit ein mit dem ausgewählten Hersteller verbundener Betreiber Teilnehmer, z. B. Krankenhäuser oder Radiologen, welche zunächst Computertomographiegeräte eines Wettbewerbers bereitstellen, über gemeinschaftliche (Community-)Aspekte des 3D-Telefax-Netzes als Interessenten und/oder Kunden für den ausgewählten Hersteller gewinnen.
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Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein System zur Herstellung eines 3D-Facsimiles eines Objekts, aufweisend folgende Einheiten:
- – ein Tomographiegerät zum Aufnehmen von tomographischen Daten des Objekts,
- – eine Recheneinheit zum Generieren eines virtuellen, geometrische Informationen umfassenden 3D-Modells des Objekts basierend auf den tomographischen Daten,
- – einen 3D-Drucker zum 3D-Drucken des 3D-Facsimiles des Objekts basierend auf dem 3D-Modell.
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Erfindungsgemäß ist der 3D-Drucker geeignet, dreidimensionale Gebilde zu erstellen. Der 3D-Drucker kann insbesondere für Mehr-Material-3D-Druck und/oder CNC-Fräsen ausgelegt sein.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist das Tomographiegerät ein Computertomographiegerät. Das Tomographiegerät kann aber auch beispielsweise ein C-Bogen-Röntgengerät, ein PET-CT-Gerät, ein SPECT-CT-Gerät, ein Magnetresonanztomographiegerät oder ähnliches sein. Beispielsweise kann sowohl ein medizinisches Computertomographiegerät, bei dem eine Strahlungsquelle und ein Strahlungsdetektor um einen abzubildenden Bereich eines Patienten bzw. eines Objekts rotieren, als auch ein industrielles Computertomographiegerät, bei dem ein Objekt zwischen einer Strahlungsquelle und einem Strahlungsdetektor rotiert wird, eingesetzt werden.
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Das Tomographiegerät kann zur Rekonstruktion von Schnittbildern und/oder 3D-Bildern aus den Projektionsdaten eine Rekonstruktionseinheit aufweisen. Zur Steuerung des Tomographiegeräts weist das Tomographiegerät eine Steuereinheit auf. Zur Benutzung des Tomographiegeräts kann das Tomographiegerät Eingabe- und Ausgabevorrichtungen aufweisen. Insbesondere kann die Steuereinheit von der Recheneinheit gebildet sein. Es ist aber auch denkbar, dass die Recheneinheit und die Steuereinheit jeweils separat ausgebildet sind. Die Recheneinheit, die Steuereinheit und die Rekonstruktionseinheit können jeweils sowohl in Form von Hard- als auch von Software ausgebildet sein.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung weist das System ein Datenübertragungsnetzwerk auf. Insbesondere kann das Datenübertragungsnetzwerk durch das Internet gebildet sein. Das Datenübertragungsnetzwerk kann dabei sowohl feststehende als auch drahtlose Verbindungen aufweisen.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist ein Quellknoten des Datenübertragungsnetzwerks von dem Tomographiegerät und/oder der Recheneinheit gebildet. Dies wird erreicht durch die Auswahl eines geeigneten Digitalisierungsmoduls und/oder eines geeigneten Kommunikationsprotokolls insbesondere zum Erstellen und/oder zum Übertragen des Modelldatensatzes. Durch das Digitalisierungsmodul und/oder das Kommunikationsprotokoll kann das Tomographiegerät, insbesondere ein medizinisches Computertomographiegerät, den Quellknoten bilden. Insbesondere können das Digitalisierungsmodul und/oder das Kommunikationsprotokoll auf der Recheneinheit und/oder der Rekonstruktionseinheit ausgeführt werden. Damit sind das Aufnehmen von tomographischen Daten, das Generieren des 3D-Modells und das Versenden des Modelldatensatzes mittels eines insbesondere medizinischen Computertomographiegerätes realisierbar. Dabei kann das medizinische Computertomographiegerät in einem medizinischen Umfeld installiert sein. Das medizinische Umfeld kann beispielsweise ein Krankenhaus, eine Klinik, eine radiologische Praxis oder ähnliches sein. Insbesondere kann der 3D-Drucker Hard- und Software zum Empfangen und Verarbeiten des Modelldatensatzes und/oder des 3D-Modells aufweisen und/oder mit einer solchen Hard- und Software verbunden sein. Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist ein Zielknoten des Datenübertragungsnetzwerks von dem 3D-Drucker gebildet.
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Insbesondere können mehrere Tomographiegeräte und mehrere 3D-Drucker über das Datenübertragungsnetzwerk, z. B. das Internet, verbunden werden. Auf diese Weise wird ein 3D-Telefax-(und 3D-Kopierer)-Netz gebildet, mit dem die Aufnahme von tomographischen Daten und der 3D-Druck des 3D-Facsimiles an verschiedenen Orten ausgeführt werden kann.
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Vorzugsweise ist das Tomographiegerät in einem Raum installiert, der Mittel zur Abschirmung ionisierender Strahlung, z. B. eine Trennwand, aufweist. Insbesondere kann das Tomographiegerät in einem medizinischen Untersuchungsraum angeordnet sein. Da an die Standorte von 3D-Druckern wesentlich geringere Anforderungen gestellt werden, ist es denkbar, das 3D-Telefax-Netz asymmetrisch, d. h. mit wesentlich mehr 3D-Druckern als Tomographiegeräten, auszubilden.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung weist das System eine Schnittstelle zum Empfangen einer Nutzungsinformation auf, wobei ein Betreiberknoten des Datenübertragungsnetzwerks von der Schnittstelle gebildet ist. Die Schnittstelle kann sowohl in Form von Hardware als auch von Software ausgebildet sein. Insbesondere kann die Schnittstelle von einem Computer und/oder von einem auf dem Computer ausführbaren Computerprogrammprodukt gebildet sein. Die Nutzungsinformation kann z. B. das Übertragen des Modelldatensatzes, eine Identifikation des Quellknotens und/oder des Zielknotens, ein Benutzen entsprechender Versendemodule am Quellknoten und/oder Empfangsmodule am Zielknoten oder ähnliches betreffen. Insbesondere in Verbindung mit Teilnehmer- und/oder Benutzerprofilen ist damit eine Verrechnung einer Gebühr für die Nutzung des 3D-Telefax-Netzes realisierbar.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist das Tomographiegerät zur medizinischen Untersuchung eines Patienten ausgebildet. Die Erfindung ermöglicht somit eine effizientere Nutzung von insbesondere im medizinischen Umfeld installierten Computertomographiegeräten. Die Nutzung der Computertomographiegeräte für das 3D-Kopieren unbelebter Gegenstände kann insbesondere kostengünstig und/oder automatisiert außerhalb üblicher Praxiszeiten erfolgen, wobei an die Qualifikation des Bedienpersonals geringere Anforderungen als im Fall einer medizinischen Nutzung gestellt werden können. Beispielsweise können damit Gesundheitsversorger mit Computertomographiegeräten im medizinischen Umfeld mit auf den 3D-Druck von biokompatiblen Materialien spezialisierten Herstellern von Prothesen verbunden werden um schnell und effizient Prothesen herzustellen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Tomographiegerät ein in einem medizinischen Umfeld installiertes Computertomographiegerät. Durch das Verwenden von im medizinischen Umfeld installierten Computertomographiegeräten zum Aufnehmen von tomographischen Daten für die Herstellung eines 3D-Facsimiles ist das 3D-Telefax-Netz auf konstruktiv einfache und schnelle Weise realisierbar. Insbesondere sind die hohen raumseitigen Anforderungen an den Betrieb von Quellen ionisierender Strahlung bei den im medizinischen Umfeld installierten Computertomographiegeräten bereits erfüllt. Damit entfällt insbesondere die Notwendigkeit, zusätzliche Strahlungsquellen in entsprechend geschützten Räumen zu installieren.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind das System und seine Varianten dazu ausgelegt, verschiedene zuvor beschriebene Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
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Das erfindungsgemäße System zur Herstellung eines 3D-Facsimiles ist so gestaltet, dass es die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen und/oder die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechenden Geräte ansteuern kann.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Systems und seiner Varianten zur Durchführung verschiedener zuvor beschriebener Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Die Darstellung in der Figur ist schematisch und stark vereinfacht sowie nicht zwingend maßstabsgetreu.
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Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes System,
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2 ein Ablaufdiagram für ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
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3 ein Ablaufdiagram für ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes System 1 zur Herstellung eines 3D-Facsimiles 3 eines Objekts 6. Das System 1 weist ein Tomographiegerät 2 zum Aufnehmen 51 von tomographischen Daten eines Objekts 6 auf. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Tomographiegerät 2 ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens ein Computertomographiegerät 2. Das hier gezeigte Tomographiegerät 2 weist eine Aufnahmeeinheit 26, 28 in Form einer Strahlungsquelle 26 zur Emission einer Strahlung 27, insbesondere einer Röntgenstrahlung 27, und eines Strahlungsdetektors 28 zur Detektion der Strahlung auf. Die Aufnahmeeinheit 26, 28 ist an einem rotierbar gelagerten Rotor 24 angeordnet und rotiert während der Aufnahme von Projektionsdaten um das Objekt 6. Bei der Strahlungsquelle 26 handelt es sich in dem hier gezeigten Beispiel um eine Röntgenröhre. Bei dem Strahlungsdetektor handelt es sich in dem hier gezeigten Beispiel um einen Zeilendetektor mit mehreren Zeilen. Das Tomographiegerät 2 weist zur Rekonstruktion von Schnittbildern und/oder 3D-Bildern eine Rekonstruktionseinheit 35 auf.
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Das System 1 weist eine Recheneinheit 37 zum Generieren 53 eines virtuellen, geometrische Informationen umfassenden 3D-Modells des Objekts 6 basierend auf den tomographischen Daten auf. Die Recheneinheit 37 bildet ferner eine Steuereinheit 36 zur Steuerung des Tomographiegeräts 2.
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Das System 1 weist einen 3D-Drucker 9 zum 3D-Drucken des 3D-Facsimiles 3 des Objekts 6 basierend auf dem 3D-Modell auf.
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Das System 1 weist ein Datenübertragungsnetzwerk 4 auf. Dabei ist ein Quellknoten 41 des Datenübertragungsnetzwerks 4 von dem Tomographiegerät 2 und der Recheneinheit 37 gebildet und ein Zielknoten 45 des Datenübertragungsnetzwerks 4 von dem 3D-Drucker 9 gebildet. Der 3D-Drucker 9 weist in dem hier gezeigten Beispiel Hard- und Software 91 insbesondere zum Empfangen und Verarbeiten des Modelldatensatzes auf.
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Optional ist das Tomographiegerät 2 zur medizinischen Untersuchung eines Patienten ausgebildet.
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Das System 1 weist eine Schnittstelle 39 zum Empfangen einer Nutzungsinformation auf, wobei ein Betreiberknoten 43 des Datenübertragungsnetzwerks von der Schnittstelle 39 gebildet ist. Die Schnittstelle 39 ist in dem hier gezeigten Beispiel von einem Computer und einem auf dem Computer ausführbaren Computerprogrammprodukt gebildet.
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2 zeigt ein Ablaufdiagram für ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines 3D-Facsimiles 3 eines Objekts 6.
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3 zeigt ein Ablaufdiagram für ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines 3D-Facsimiles 3 eines Objekts 6.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2014/0157579 A1 [0003]
