Пн – Сб 09:00 – 21:00

Москва, 3-я Рощинская ул, д.6

Клиника пересадки волос rth.ru
Клиника пересадки волос rth.ru

Оцифрованная хирургия

Оцифрованная хирургия - RTH

Оцифрованная хирургия

Оцифрованная хирургия. Цифровые технологии и искусственный интеллект в челюстно-лицевой и пластической хирургии.

Сегодня мы наблюдаем беспрецедентно быстрое развитие цифровых технологий и искусственного интеллекта во всех сферах человеческой жизни. В частности, широко востребованы они и в медицине.

Всё просчитать заранее

CAS-технологии (от англ. Computer Assisted Surgery), или автоматизированные операции, включают в себя ряд методов, в которых цифровые возможности используются для планирования и выполнения оперативных вмешательств.  Эти технологии еще называют компьютерной или управляемой хирургией, а также хирургической навигацией.  

CAS-технологии включают в себя систему 3D-визуализации, основанную на использовании медицинских изображений, с последующим формированием на их основе компьютерной анатомической 3D-модели части тела пациента, которую предстоит оперировать, и дальнейшее планирование хирургического вмешательства. Составной частью компьютерной хирургии может быть также создание материальной модели нужного органа и проведение виртуальной операции, за которой следует настоящее хирургическое вмешательство.  

В клинике RTH используются все современные инновационные технологии цифровых возможностей. Они, прежде всего, касаются расчётов и виртуального планирования предстоящего вмешательства. Благодаря 3 D-визуализации хирург может либо в цифровом формате, либо на 3 D -моделях провести точнейшую диагностику, которая позволит в деталях спланировать будущую операцию, и тем самым, решить сразу несколько важнейших задач: К преимуществам использования цифровых технологий относятся: 

- значительное сокращение времени проведения хирургического вмешательства; 

- увеличение точность исполнения всех манипуляций,  

- снижение травматизма вмешательства и минимизация риска осложнений.

Семь раз отмерь, один отрежь

Современные цифровые технологии обладают множеством полезных возможностей и огромными перспективами для использования в пластической и реконструктивной хирургии.  В частности, они позволяют хирургам заранее тщательно «отрепетировать» будущую операцию, и тем самым защитить и себя, и пациентов от возможных неприятных сюрпризов, а значит, провести вмешательство наилучшим образом. Помимо виртуального моделирования предстоящей операции умные компьютерные технологии применяются и для изготовления с помощью 3D-печати специальных индивидуальных шаблонов, а также индивидуально-смоделированных имплантов 

Используя персонализированную 3D-модель в качестве шаблона, бригада хирургов тщательно отрабатывает на ней оптимальный доступ, важнейшие этапы предстоящей операции, с учетом индивидуальных анатомических особенностей строения того или органа пациента, его типа кровоснабжения и иннервации. Данные различных зарубежных и отечественных авторов доказательно говорят об успехах применения предоперационного планирования с использованием таких объемных моделей в кардиохирургии, трансплантологии, травматологии, урологии и во многих других областях, в частности, пластической и реконструктивной хирургии.

Один к одному

Эффективность операции, «отрепетированной» на 3D-модели, достигается за счет полной идентичности зоны хирургического интереса и органов пациента в масштабе 1:1. Трехмерная модель живого органа позволяет бригаде хирургов заранее приспособиться к анатомии пациента, а также обговорить друг с другом алгоритм совместных действий, чтобы потом более эффективно производить хирургическое вмешательство. Все это имеет очевидные выгоды для пациента: за счет четкой и слаженной работы врачей уменьшаются временные затраты на операцию, снижается длительность наркоза, уменьшается кровопотеря. К недостаткам метода можно отнести лишь необходимость потратить дополнительные финансы и время на создание 3D-модели. Однако, учитывая стремительное развитие цифровых технологий, можно предположить, что в ближайшем будущем использование персонализированных 3D-моделей станет доступно и в обычной клинической практике. Тогда и стоимость этой услуги станет ниже, и скорость ее осуществления увеличится.

Что нужно напечатать? 

С тех пор, как почти 40 лет назад американский изобретатель Чарльз Халл открыл технологию трехмерной печати, она постепенно распространилась по всем сферам производства, а в мировом здравоохранении ее начали применять с начала XXI века. С тех пор ее использование в медицинских целях существенно эволюционировало. 

Так, в 1999 г. группа американских ученых и врачей института регенеративной медицины имплантировали пациенту мочевой пузырь, выращенный в лаборатории из его же собственных клеток. Позже на основе био-чернил была создана функционирующая печень. И хотя ее не пересаживали пациентам, сам эксперимент был впечатляющим.  В 2014 году хирурги из Суонси при помощи 3D-печати восстановили лицо мотоциклиста, получившего в результате аварии серьезную черепно-лицевую травму. С тех пор что ни день появляются новости из Китая, США, стран Европ об успешных операциях по вживлению имплантатов или трансплантации костей и суставов, напечатанных на 3D-принтере. Россия не стоит в стороне. Так, 6 лет назад нижегородские врачи провели две успешные операции по вживлению «напечатанных» протезов тазобедренных суставов. Ученые в Томске создали аналог костной ткани на основе фосфора и кальция, который со временем может заменить титановые имплантаты.

Не потерять лицо

Более наглядно показать этапы использования современных цифровых технологий можно на примере одной из клинических работ, выполненных хирургической бригадой клиники RTH. В клинику обратилась пациентка с механической травмой правой половины лица. Для начала ей провели диагностику – мультиспиральную компьютерную томографию (МСКТ). Цифровые данные исследования перевели в современные программы обработки файлов МСКТ и построения 3-D виртуальной модели черепа с возможностью визуализации, как костных, так и мягких тканей 

Исследование выявило у пациентки несколько серьезных травм: мелкооскольчатый перелом дна правой глазницы, перелом скуловой кости со смещением, вдавленный многооскольчатый перелом в проекции подглазничного сосудисто-нервного пучка и перелом костей носа. Чтобы виртуально воссоздать прежнюю костную структуру правой половины лицевого черепа пациентки, врачи «отзеркалили» не пострадавшую левую сторону лица и наложили на правую. В принципе, этим можно было и ограничиться, после чего следовало отправить на 3-D -печать полученные данные вновь собранной правой стороны лицевого черепа. Но искусственный интеллект, заложенный в программе, указал врачам на наличие существенной асимметрии обеих сторон лицевого черепа пациентки. Оказалось, что у женщины изначально имелась врождённая разница в конфигурации левой и правой сторон средней зоны лицевого черепа. Поэтому изготавливать модель, просто механически наложив на поврежденную правую сторону «отзеркаленную» левую сторону лицевого черепа, оказалось невозможно.  Иначе во время операции пришлось бы столкнуться с неожиданными трудностями несоответствия изготовленного имплантата. Хирурги просто не смогли бы правильно его сопоставить, а после припасовать к реальным живым структурам. Визуально на лице пациентки это бы выглядело, как неестественное выпирание тех или иных участков имплантата. Поэтому врачам пришлось передвигать виртуальную модель костных фрагментов до тех пор, пока все точки соприкосновения не совпадут, а все рельефы данной зоны лицевого черепа будут максимально точно соответствовать реальным изгибам. Правильно двигать детали виртуальной модели врачам помогал искусственный интеллект программы, подсвечивая проблемные зоны разными цветами, что позволяло хирургам добиться идеальной конгруэнтности (точности сопоставления фрагментов). 

Всё вернуть, как было

После того, как виртуальная операция, проделанная врачами клиники RTH, прошла успешно, наступил черед следующего этапа. Вся собранная цифровая информация поступила в лабораторию, где началось изготовление 3-D-модели из полимерного материала. В данном случае требовалось заново создать точный фрагмент правой стороны лицевого черепа пациентки с глазной орбитой, скуловой, верхнечелюстной и другими заданными костными участками.  

Следующим этапом было изготовление, наложение и придание формы титановому имплантату. Отсутствующее в результате травмы дно глазной орбиты пациентки необходимо было воссоздать, заменив биосовместимым материалом. В данном случае выбор пал на титановый эндопротез, который также был отлит на 3-D-принтере по заданным, индивидуальным характеристикам. С учётом мест фиксации, титановая пластина имела возможность изгибаться в точном соответствие с костным рельефом полимерной модели. 

Также виртуально были спланированы точки фиксации репонированных (возвращенных на своё место) костных фрагментов титановыми мини-пластинами и мини-винтами. 

С помощью подобных технологий можно спланировать и виртуально провести ортогнатические операции, ринопластику, операции по изменению костных частей овала лица, гениопластику, операции по симметризации лицевого скелета и др. Также благодаря цифровым возможностям можно рассчитать углы, провести векторы будущих распилов костных структур, определить безопасные расстояния от значимых нервов и сосудов.

Поделиться публикацией:
Поделиться в vk
Поделиться в telegram
Поделиться в email
Автор статьи
3 шаг (пластика квиз)
Константин Валерьевич Филиппов

Пластический хирург
Опыт более 19 лет

Записаться на консультацию

Все консультации по пластической хирургии БЕСПЛАТНЫ

Записаться на консультацию

Оставьте Вашу заявку и мы свяжемся с Вами