3D打印经常用于儿科手术，但它也被用于婴儿尚未出生的困难医疗案例中。 位于圣路易斯华盛顿大学（WUSTL）的一个合作研究团队已经测试了一种使用3D技术的新方法，该方法可用于制作新的诊断工具，能够测量孕晚期婴儿大脑的生长和折叠模式 的怀孕。

随着大脑皮层的表面积增大并开始折叠，婴儿的大脑在孕晚期会经历非常快速的子宫内发育。 根据以前的研究，这个重要和快速增长的细节可能因婴儿而异，因为这个过程非常个性化。 小褶皱有点随意地塑造和分布，但主要褶皱可以在宝宝的大脑中形成重要的标志。

“人们大脑中真正有趣的事情之一就是他们非常不同，但又非常相似。 我们都有相同的组件，但是我们的大脑褶皱就像指纹一样：每个人都有不同的模式，“WUSTL工程与应用科学学院Lilyan＆E. Lisle Hughes机械工程教授Philip Bayly解释道。 “理解折叠的机械过程 - 当它发生时 - 可能是一种检测大脑发育问题的方法。”

当皮质折叠被破坏时，它可能导致情绪和认知障碍，尽管许多人研究了产生正常和异常折叠的过程，但除了孕早期快速扩张发挥作用的事实外，对它们知之甚少。 在此期间能够准确衡量增长模式会有所帮助，但迄今为止的努力并未取得多大成功。 但是这个研究小组希望能够提供帮助。

研究人员在PNAS上发表了一篇关于他们发现的在线论文，题目为“早产人脑折叠过程中皮层扩张的动态模式”; 合作者包括来自伦敦帝国学院和伦敦国王学院的Kara E. Garcia，Emma C. Robinson，Dimitrios Alexopoulos，Donna L. Dierker，Matthew F. Glasser，Timothy S. Coalson，Cynthia M. Ortinau，来自帝国学院的Daniel Rueckert 伦敦，Larry A. Taber，David C. Van Essen，Cynthia E. Rogers，Christopher D. Smyser和Bayly。

根据摘要，“在这项研究中，我们提出了一种独特的方法来估计连续皮层重建的局部增长。使用解剖学上受限制的多模态表面匹配（aMSM），我们获得了同一个体的年轻和老年皮层重建之间准确的，物理引导的点对应关系。从每一对表面，我们都以前所未有的精确度计算连续的，光滑的皮质扩张图。通过考虑在快速皮质扩张期间（28-38周经期年龄）扫描二至四次的30名早产儿，我们观察到皮层表面的生长区域差异与新褶皱的出现一致。此外，这些增长模式在发展过程中发生变化，非受伤受试者遵循高度一致的轨迹。这些信息提供了关于皮层生长动态变化的详细图片，将细微（细胞）和宏观（折叠）尺度上的发展模式联系起来。由于我们的方法为个体大脑提供了特定的生长图，因此我们也能够检测到受伤引起的改变。”

3D绘图技术经常用于让人们更加准确地了解世界各地城市中的水下场景和繁忙的街道，但它也可以用来仔细观察我们身体内的器官。

工程博士生卡拉加西亚与该大学医学院的其他研究人员合作，获取三维MRI图像，由神经病学副教授克里斯托弗·施密泽医学博士和他的儿科神经影像学团队对30名早产儿的大脑进行扫描。在大脑迅速扩张期间，通常发生在28至30周之间，婴儿每次扫描两至四次。

然后，该团队使用新的计算机算法，在年轻和年长的同龄婴儿的皮质重建之间获得准确的点对点对应关系;这两个表面允许团队计算扩展的准确地图。

通过使用最小能量方法比较婴儿在不同时间的大脑表面，团队能够看到折叠模式的一些细微差异。

“最小能量方法是最有可能从物理角度考虑的方法。 当我们从MR图像中获取表面时，我们不知道旧表面上哪些点与年轻表面上的哪些点相对应，“Bayly说。 “我们推论说，由于自然是有效的，最可能的对应关系是在地表标志之间产生最佳匹配的对应关系，同时最大限度地减少大脑在其成长过程中必须扭曲的程度。

“当你使用这种最小能量方法时，你在分析中摆脱了很多噪音，而这些以前隐藏在数据中的微妙增长模式出现了。 我们不仅对这些发育过程有了更好的了解，而且希望医生能够评估个体患者，观察他们的大脑发育模式，并且弄清楚它们如何跟踪。”

这些发现可能会导致测量工具对新生儿重症监护病房非常有用，因为他们可以早期提醒医生和护士早产儿发育障碍，这可能会影响他们以后的生活。

贝利解释说：“你也会发现在晚年患有认知问题的人群中出现折叠异常，包括自闭症和精神分裂症。 如果医学研究人员更好地理解折叠过程以及发生错误或不同的情况，那么他们可以更多地了解导致这些问题的原因。”