愛爾蘭：研究人員創建了用于神經生理學的開源3D打印機
時間：2020-03-26 09:47 來源：中國3D打印網 作者：中國3D打印網 閱讀：次
中國3D打印網3月26日訊，研究員Thomas
Campbell和James
F.X.愛爾蘭都柏林大學醫學院的Jones都為醫學領域創建了一種新的3D打印機，并在最近出版的“低成本，模塊化，適應性強且開源的設計和實現”中詳細介紹了他們的工作。
XYZ神經生理學定位系統。”
作者已經創建了一個開源系統，該系統可以依靠能夠移動傳感器或探頭的XYZ定位系統針對各種項目進行定制。就像龍門起重機一樣，這種新型FDM打印機由標準的Raspberry Pi 3，Arduino Mega，RAMPS 1.4電機護罩和NEMA17雙極步進電機運行。框架由20×20毫米鋁擠壓件組成，該擠壓件由3D打印部件制成，并通過托架螺栓連接在一起。此類3D打印機的“輸入成本”約為670.20美元。
通過集成Raspberry Pi 3，作者還能夠合并開放計算機視覺庫（OpenCV），該功能說明該系統與其他XYZ定位系統相比具有獨特性。開源機器學習軟件庫與自動運動配合使用，并且創建者希望它可以改變對機械傳導的探索，這是一種感覺神經元將機械刺激轉換為電信號的方法。
3D打印機的運動由Arduino Mega控制，而Arduino Mega又由Raspberry Pi 3控制：“以這種主從配置來配置微控制器，可以通過Python3編程語言實現復雜運動范例的自動化。系統的電源取決于預期的使用情況。對于神經生理學，必須使用線性穩壓的12 V DC電源來確保低EMI，但對于其他應用而言，12 V DC開關電源就足夠了。
坎貝爾（Campbell）和瓊斯（Jones）選擇普拉（PLA）作為打印部件的材料，使用Prusa i3 MK3在Autodesk Fusion360中對校準立方體進行建模，并聲明每個立方體的尺寸用數字卡尺測量了六次。不需要任何制造零件的支撐，所有這些零件的設計都具有最小的懸垂。
生成說明包括：
.Y軸滑架總成
.X和Z軸組件
.軸對齊
.電子和接線
.馬林固件的準備和上傳
.Raspberry Pi 3和OpenCV的設置
.創建基于終端的操作系統
為了在功能性神經生理學應用中使用，作者測試了該機器，以查看它是否能夠促進肌肉紡錘體內的機械傳導。激活閾值已成功顯示：
.伸展距離
.拉伸速度
作者已經創建了一個開源系統，該系統可以依靠能夠移動傳感器或探頭的XYZ定位系統針對各種項目進行定制。就像龍門起重機一樣，這種新型FDM打印機由標準的Raspberry Pi 3，Arduino Mega，RAMPS 1.4電機護罩和NEMA17雙極步進電機運行。框架由20×20毫米鋁擠壓件組成，該擠壓件由3D打印部件制成，并通過托架螺栓連接在一起。此類3D打印機的“輸入成本”約為670.20美元。
通過集成Raspberry Pi 3，作者還能夠合并開放計算機視覺庫（OpenCV），該功能說明該系統與其他XYZ定位系統相比具有獨特性。開源機器學習軟件庫與自動運動配合使用，并且創建者希望它可以改變對機械傳導的探索，這是一種感覺神經元將機械刺激轉換為電信號的方法。
3D打印機的運動由Arduino Mega控制，而Arduino Mega又由Raspberry Pi 3控制：“以這種主從配置來配置微控制器，可以通過Python3編程語言實現復雜運動范例的自動化。系統的電源取決于預期的使用情況。對于神經生理學，必須使用線性穩壓的12 V DC電源來確保低EMI，但對于其他應用而言，12 V DC開關電源就足夠了。
坎貝爾（Campbell）和瓊斯（Jones）選擇普拉（PLA）作為打印部件的材料，使用Prusa i3 MK3在Autodesk Fusion360中對校準立方體進行建模，并聲明每個立方體的尺寸用數字卡尺測量了六次。不需要任何制造零件的支撐，所有這些零件的設計都具有最小的懸垂。
生成說明包括：
.Y軸滑架總成
.X和Z軸組件
.軸對齊
.電子和接線
.馬林固件的準備和上傳
.Raspberry Pi 3和OpenCV的設置
.創建基于終端的操作系統
為了在功能性神經生理學應用中使用，作者測試了該機器，以查看它是否能夠促進肌肉紡錘體內的機械傳導。激活閾值已成功顯示：
.伸展距離
.拉伸速度
.拉伸加速
拉伸肌梭以研究機械轉導。
（A）來自拉伸的肌肉紡錘體的傳入神經活動。每兩秒鐘將短暫的拉伸脈搏施加到管腔，以引起來自肌肉紡錘體的機械傳導。每個刺激脈沖指示拉伸的開始。過濾后的神經活動以藍色表示，未過濾為綠色。
（B）機械拉伸激活閾值以拉伸距離，速度或加速度的逐漸增加來評估。對于該過濾單元，觀察到的激活閾值為14.0 mms x 1和50 mms
x2。拉伸距離，速度或加速度的增加與神經活動的增加有關（Filtered Spike Rate）。
（C）在（B）中觀察到的濾過神經活動的透支表明這是單單位記錄。所有數據都記錄在Spike2（劍橋電子設計）中。 ENG，神經電圖。
（有關此圖例中顏色參考的解釋，讀者可參考本文的網絡版本。）18T。坎貝爾（J.F.X.）瓊斯/ HardwareX 7（2020）e00098。
中國3D打印網點評：XYZ定位系統的主要局限性是機械性的。在我們的實現中，X和Z軸組件又高又重，因此我們選擇將Y和Z軸的行進速度分別降低到2
mms x 1和5 mms x
1。速度的這種降低通過降低步進電機錯誤步進的可能性來保持系統的位置完整性。但是，可以將組件調整為所需的特定用例，并且簡單地減小Z軸的大小將大大減小其慣性，并在更高的行進速度下實現定位精度。所使用的所有組件和軟件都是開源的，可以免費訪問或以低成本獲得。鑒于可以輕松訪問這些組件以及該系統提供的潛力，相信其他研究小組可能會發現該系統是一種有吸引力且有用的實驗工具。”
來源： 中國3D打印網
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