Новосибирский разработчик программы для 3D-моделирования имплантатов стал лауреатом выставки «Архимед-2020»

Младший научный сотрудник факультета прикладной математики и информатики НГТУ НЭТИ Александр Гриф стал лауреатом Московского международного салона изобретений и инноваций «Архимед – 2020». Ученый получил бронзовую медаль за программу для 3D-моделирования индивидуальных имплантатов для пациентов с черепно-мозговыми травмами.

Как сообщает пресс-служба Новосибирского государственного технического университета, компьютерная программа позволяет создавать персональные имплантаты с индивидуальной геометрией и прочностью вместо стандартных пластин. Имплантат можно напечатать на 3D-принтере, а не подгонять вручную под пациента, что снижает продолжительность хирургического вмешательства и риск осложнений. Кроме того, при использовании пластин с ручной подгонкой на подготовку имплантата уходит слишком много времени, а также остается большое количество отходов дорогостоящего материала. Стоимость одного грамма титана для имплантата составляет 1500 рублей, при подготовке деталь теряет до десяти граммов. 

«Однажды на наш факультет пришли специалисты из ННИИТО (Новосибирского научно-исследовательского института травматологии и ортопедии — прим. ред.) и предложили разработать программу для индивидуального построения имплантатов, пользоваться которой мог бы не только инженер, но и любой врач. Меня заинтересовал этот проект, и к концу 2016 года была создана и протестирована программа CranioCAD. По итогам тестирования сотрудники ННИИТО высказали пожелания по дополнению функционала, которые я учел при доработке. В мае нынешнего года врачи мне дали уже реальных пациентов, чтобы сделать систему более автоматизированной или, иначе говоря, интеллектуальной», — рассказывает Александр. 

Один из важных факторов для создания новой программной платформы — проблема, с которой сталкивались пациенты после операций с применением привычных титановых сеток. Сетка ставится внутрь черепной коробки между мозгом и черепом, поэтому у пациентов при заживлении на всю жизнь остается впадина на голове. Современные персонализированные имплантаты хирурги вставляют в череп подобно пазлам, сохраняя формы головы. 

По результатам тестирования программа позволила снизить вес модели первого имплантата примерно на 10% и сэкономить около семи тысяч рублей. Вес имплантата уменьшается благодаря оптимизации затрат на материал — при печати на 3D-принтере используется ровно столько металла, сколько нужно. Программа строит для каждого пациента индивидуальную модель по форме, толщине имплантата и размерам отверстий, необходимых для остеоинтеграции. Система уже прошла успешные первичные испытания в ННИИТО. 

Помимо экономии на материале программа позволяет исключать дорогостоящую работу инженеров, подгоняющих детали по форме черепа. Услуги таких специалистов стоят порядка 10-20 тысяч рублей за одну модель. По предварительным подсчетам применение программы CranioCAD в медицине снизит денежные затраты ориентировочно на 10-15%. 

Программа не только решает проблемы, связанные с индивидуальными особенностями строения черепа, но и позволяет воплощать сложный функционал в простом интерфейсе. Хирург может создать 3D-модель имплантата в один клик, загрузив в программу данные компьютерной томографии. Программа выстраивает модель за пятнадцать минут, после чего можно приступать к печати титанового изделия на промышленном 3D-принтере.  

Проект программной платформы CranioCAD поддержан Фондом содействия инновациям в рамках программы «УМНИК», направленной на поддержку коммерчески ориентированных научно-технических проектов молодых исследователей. 

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.