Как 3D-технологии помогли осуществить первую в мире успешную пересадку рук и лица

Планирование на основе изображений и 3D-печать произвели революцию в персонализированном лечении пациентов. Такая технология предоставляет хирургам детальную информацию и позволяет гораздо лучше подготовиться к операции

Разработки в области 3D-технологий сыграли решающую роль в первой в мире операции по пересадке кистей обеих рук и лица, которая была успешно проведена в клинике Langone Health в Нью-Йорке в феврале 2021 года. Для такой уникальной процедуры необходимы необычайная скорость и точность, которую смогли обеспечить программные продукты для 3D-печати. Хирурги все чаще используют их в своей работе и для менее сложных операций, так как они помогают улучшить результаты лечения.

22-летний пациент попал в автомобильную аварию, в результате которой получил сильнейшие ожоги лица и рук. Значительные повреждения мягких тканей мешали ему вести нормальную жизнь. В течение 14 месяцев инженеры по медоборудованию компании Materialise и хирурги клиники NYU Langone репетировали ход операции в лабораторных условиях, чтобы разработать точный план действий. В команду вошли доктор Эдуардо Д. Родригес, профессор восстановительной пластической хирургии Хелен Л. Киммел и заведующий отделением пластической хирургии Хансьёрг Висс в клинике NYU Langone. Как только подходящий донор был найден, у них было всего 24 часа, чтобы дать пациенту шанс на новую жизнь.

Эксперты iQB Technologies рекомендуют статью: Как 3D-моделирование помогает исследовать сетчатку глаза в наномасштабе

14 месяцев инженеры по медоборудованию Materialise и хирурги клиники NYU Langone репетировали ход операции в лабораторных условиях, чтобы разработать точный план действий

Пациент Джо ДиМео до и после операции / Фото © NYU Langone

В течение нескольких месяцев перед операцией инженеры Materialise координировали разработку плана действий и создали экранную 3D-модель на основе данных компьютерной томографии. Это позволило хирургам и инженерам виртуально планировать операцию и визуализировать различные варианты в трех измерениях, а также воссоздать полную анатомическую структуру кости и определить необходимый уровень хирургического вмешательства. Кроме того, проектирование позволило хирургам виртуально выбирать и размещать имплантаты, чтобы определить их оптимальное расположение. Как только план действий был завершен, инженеры напечатали индивидуальные хирургические шаблоны, анатомические модели и инструменты для трансплантации.

Во время этой исторической операции доктор Родригес и его команда из шестнадцати человек использовали напечатанные 3D-шаблоны для резки и сверления. Полностью управляемая система перемещения и установки костных фрагментов была подобрана специально под анатомию пациента и помогла применять медицинские инструменты с высокой точностью, сократив общее время операции. Инженеры также разработали и напечатали на 3D-принтере стерилизуемые идентификационные метки для нервов и кровеносных сосудов, модели для транспортировки имплантатов и шины, позволяющие оптимально расположить имплантат во время реконструкции мягких тканей.

Инженеры Materialise координировали разработку плана операции и создали экранную 3D-модель на основе данных компьютерной томографии

Предоперационное планирование позволило хирургам виртуально выбрать и установить имплантаты, чтобы определить их оптимальное расположение

С учетом анатомии пациента была подобрана полностью управляемая система перемещения и установки костных фрагментов, которая помогла применять медицинские инструменты с высокой точностью, сократив общее время операции

«Подобные сложные операции по пересадке тканей объединяют большую команду специалистов и ставят новые и уникальные задачи, – рассказывает доктор Родригес. – Они требуют тщательного планирования, при этом все должно быть сделано в сжатые сроки и с высокой эффективностью и точностью. Виртуальное планирование в 3D-формате и создание индивидуальных 3D-инструментов для пациентов позволяют получить дополнительную информацию на этапе планирования и повысить скорость и точность непосредственно во время операции, строго ограниченной по времени».

Брайан Кратчфилд, вице-президент и генеральный директор компании North America, отметил: «Планирование на основе изображений и 3D-печать произвели революцию в персонализированном лечении пациентов. Такая технология предоставляет хирургам детальную информацию и позволяет гораздо лучше подготовиться к операции. Ведущие клиники пользуются услугами 3D-планирования и печати, потому что это помогает предсказать ход лечения, что было бы невозможно без использования 3D-технологий».

Программные продукты для 3D-печати помогают многим исследователям, инженерам и врачам создавать инновационные, индивидуальные методы лечения для улучшения и спасения жизней. На сегодняшний день основой для медицинской 3D-печати служит специальный софт, который включает виртуальные инструменты планирования, анатомические 3D-модели, индивидуальные хирургические шаблоны и имплантаты.

⠀

Больше интересных кейсов по теме 3D-технологий — в блоге 3D-экспертов iQB Technologies.