Ученые СамГМУ разработали программу автоматического подбора материалов для замещения дефектов

В Самарском государственном медицинском университете разработали компьютерную программу, автоматически подбирающую пластические материалы для замещения дефектов лица, что упрощает работу хирургов во время операций. Оснастка для формования пластичных материалов и титановые эндопротезы изготавливаются на 3D-принтерах.

Принцип работы программы в том, что сначала на основе данных компьютерной томографии пациента выстраивается виртуальная модель дефекта, затем в программу загружаются сведения о дефекте, она анализирует их и подсказывает хирургам, какой пластический материал необходим. Это может быть, например, фрагмент собственной кости из голени или лопатки пациента. Помимо программы в СамГМУ разработан алгоритм лечения пациентов, нуждающихся в реконструктивных операциях. Таким образом на базе одного учреждения сформирован целый комплекс мер с использованием ИТ-технологий, позволяющий оказывать высокотехнологичную помощь, сообщает пресс-служба вуза.

«Разработанный нами алгоритм состоит из трех этапов. Он позволяет на первом этапе оценивать состав дефекта: на базе компьютерной томографии пациента мы в коллаборации с медицинскими инженерами выстраиваем виртуальную модель дефекта, понимаем, какие ткани нужны для его устранения и в каком объеме, все это просчитывается в автоматизированном режиме», — рассказал один из разработчиков, ассистент кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии СамГМУ Владимир Ивашков.

Затем на базе виртуальной модели дефекта на 3D-принтере печатают направляющие для разрезов и распилов выбранного пластического материала — это этап создания необходимой геометрии лоскута, для чего нужны точные шаблоны, с помощью которых хирург осуществляет навигацию во время операции.

«Такая «дополненная реальность» имеет настолько высокий коэффициент точности, что мы рассчитываем углы, под которыми будут закручены винты для крепления пластин на лоскуте с точностью до одного градуса. Пластины из титана также изготавливаются на 3D-принтере конкретно под геометрические параметры лица пациента. В СамГМУ реализована инфраструктура полного цикла, которая позволяет устранять дефекты лица, тела и конечностей. Сегодня в реконструктивной хирургии мы делаем абсолютно все, начиная от виртуального планирования операции и заканчивая производственными мощностями с 3D-принтерами, на которых изготавливаются детали для выполнения подобных операций», — пояснил Владимир Ивашков.

Программа и алгоритм лечения уже применяются в клинической практике. Недавно в цифровой операционной Клиник СамГМУ провели высокотехнологичную операцию по восстановлению нижней части лица пациенту из Оренбурга. Ему установили индивидуальный эндопротез и имплантат из собственных тканей. Все этапы планирования операции и изготовление эндопротеза проводили на базе СамГМУ. В подготовке участвовали несколько подразделений университета — кафедра топографической анатомии и оперативной хирургии, Центр серийного производства, Научно-исследовательский институт бионики и персонифицированной медицины, а также отделение челюстно-лицевой хирургии Клиник СамГМУ.

В 2023 году у пациента диагностировали плоскоклеточный рак полости рта — это агрессивное заболевание, которое не только поражает слизистую и разрушает кость, но и может давать метастазы в лимфоузлы. Мужчине провели ряд операций и лечение, в результате чего удалось победить рак, но остался дефект, который предстояло устранить реконструктивным хирургам. Из-за того что у него не было герметичности ротовой полости, пациент не мог нормально питаться. Построить 3D-модели дефектов, имеющихся у пациента, и составить четкий операционный план помогла разработанная в СамГМУ система хирургической навигации «Автоплан».

«Когда есть точный план, хирургу намного проще действовать во время операции. На первом этапе мы выполнили доступ к сосудам, которые будут кровоснабжать лоскут, после этого выделили пластический материал. На втором этапе приступили к моделированию нашего лоскута и его формовке под конкретный дефект на лице пациента. У нас были точные шаблоны и лекала, по которым мы работали. Я убежден, что пластическая хирургия — специальность творческая, однако лучше любое творчество сместить на предоперационный этап, а во время операции просто действовать по заданному плану. Наш хирургический алгоритм — как раз про это», — рассказал Владимир Ивашков.

Операция длилась шесть часов и прошла успешно. По прогнозам врачей, в течение четырех недель мужчина сможет полноценно питаться, вернется к нормальной жизни и почувствует себя намного более здоровым человеком.

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.