Медицина

Белорусские кардиохирурги начали использовать 3D-модели сердца при подготовке к операциям

Специалисты республиканского научно-практического центра «Кардиология» существенно усовершенствовали систему подготовки к хирургическим вмешательствам на сердце. В этом им помогли современные технологии: 3D-моделирование и 3D-печать.

Гипертрофическая кардиомиопатия — это заболевание, характеризующееся гипертрофией левого и изредка правого желудочков, которая чаще асимметрична и сопровождается неправильным, хаотичным расположением мышечных волокон. Говоря проще, при этой болезни стенки камер сердца неравномерно утолщаются, мешая нормальному выбросу крови в артерии. Из-за уменьшения полости и волокнистых препятствий она не может изливаться непрерывным потоком. Когда межжелудочковая перегородка увеличивается, к ней вследствие тока крови начинают прилипать створки клапанов. У человека возникают сердечные боли, одышка, кружится голова, случаются обмороки. В конечном счете нижняя часть левого желудочка расширяется и истончается, что серьезно нарушает гемодинамику и приводит к ухудшению коронарного кровотока, что в свою очередь чревато самыми тяжелыми последствиями, вплоть до внезапной остановки сердца. При этом возраст значения не имеет — эта болезнь забирает даже молодых, физически крепких людей.

Причины заболевания до сих пор мало изучены, наиболее популярной версией является мутация генов, отвечающих за белки миокарда. Единственным спасением при постановке этого диагноза является операция на сердце с иссечением части гипертрофированной ткани. Главная сложность для врача при проведении такого вмешательства — это необходимость в короткий срок и практически вслепую установить объем ткани, подлежащей резекции. Операция проводится через выходной тракт левого желудочка, диаметр которого при кардиомиопатии серьезно уменьшен. Если хирург проведет резекцию малого количества ткани, это не вернет нормальный ток крови. Слишком много вырезать тоже нельзя — существует риск пробить перегородку между желудочками.

Размышляя над данной задачей осенью 2016 г., кардиохирург Владимир Андрущук увидел в сети небольшую модель сердца, распечатанную на 3D-принтере. Решение пришло в голову незамедлительно: 3D-технологии способны существенно помочь при подготовке к операции. Существующие методы диагностики — УЗИ и МРТ — не могут показать врачу часть сердечной мышцы, которую необходимо удалить, однако способны предоставить достаточно данных для формирования 3D-модели органа. Полученная модель затем распечатывается на 3D-принтере в масштабе 1:1. Благодаря этому у хирурга есть перед глазами искусственное сердце, на котором можно потренироваться и рассчитать объем ткани для удаления.

Первая операция по новой методике была проведена 27 января 2017 года и значительно повысила эффективность хирургического вмешательства. Ранее средний объем ткани, подлежащий резекции, составлял около 5 грамм, тогда как после начала применения 3D-модели он увеличился в 2,5 раза, до 12,5 грамм. Это очень важно, поскольку при малом иссечении всегда существовал риск протезирования митрального клапана. Это серьезно снижало качество жизни пациента, поскольку приводило к необходимости регулярного приема лекарственных средств для разжижения крови. Последние 10 операций в стенах Центра прошли без данного протезирования и врачи надеются, что с помощью 3D-печати еще долго не будут его применять.

К сожалению, стоимость точной модели из эластичного материала слишком высока для регулярного использования. Хотя именно на ней кардиохирург может провести тренировочную операцию: модель аналогична реальному органу по строению, толщине камер и плотности тканей. Но из-за цены врачи центра пока печатают сердца из пластика. Первоначально даже приходилось выпиливать куски с помощью столярных инструментов, однако в последнее время все операции моделируются на компьютере, а затем уже иссеченное сердце распечатывается на принтере.

Во время настоящей операции хирурги выкладывают удаленные части мышцы в ложбинку, которая повторяет модель сердца. Участки ткани располагаются так, как их вырезают, тем самым позволяя проконтролировать объемы резекции. Таким образом перед глазами врача всегда находится шаблон-подсказка, который страхует от ошибок. Ну а чтобы удостоверится в этом наверняка, во время операции проводят УЗИ сердца.

Владимир Андрущук отмечает, что сейчас без модели работать было бы гораздо сложнее. Когда под рукой есть необходимый шаблон, это позволяет лучше контролировать ход любого вмешательства.

Сейчас подготовкой модели занимаются привлеченные специалисты. Помочь хирургам вызвалась организация, занимающаяся продажей 3D-оборудования и студенты Белорусского государственного медицинского университета. Учащиеся занимаются моделированием и уже сократили время подготовки 3D-модели с нескольких дней до 5 часов. А компания «Гетц Трейд» предоставляет бесплатный доступ к 3D-принтерам Stratasys, где и распечатывается тренировочное сердце.

К апрелю в РНПЦ «Кардиология» помощь окажут уже 8 пациентам с диагнозом гипертрофическая кардиомиопатия, а всего с 2007 года в центре было проведено уже 105 операций. Восстановление после вмешательства длится около 3 месяцев — спустя это время люди могут вернуться к трудовой деятельности. При этом регулярные осмотры у врача продолжаются на протяжении 5 лет. Пациенты проходят тестирование и опросы, позволяющее отследить их качество жизни. Исследования подтвердили: хорошо проведенная операция увеличивает шансы на возвращение активной жизни.

На вопрос о дальнейших перспективах применения 3D-технологий в медицине, Владимир Андрущук отмечает следующее:

«Я вижу большие перспективы в печати эластичных 3D-моделей сердца в детской кардиохирургии для планирования сложных реконструктивных вмешательств при врожденных пороках сердца. Также возможно применение 3D-моделирования сердца при ишемической кардиомиопатии и ряде других нозологий в кардиохирургии взрослых. В будущем возможно мы придем к 3D-печати биологических тканей, но пока эта технология находится в экспериментальной разработке».

Как бы то ни было, уже сейчас в РНПЦ «Кардиология» наблюдается около 400 жителей Республики Беларусь с кардиомиопатией, и уже обращаются за помощью жители соседних государств.

Фотографии взяты с сайта ONLINER.

Комментариев пока нет

добавить сообщение

?

Хотите
быть в курсе

события 3D-печати

У ВАШЕЙ КОМПАНИИ ЕСТЬ ЗАДАЧИ В СФЕРЕ 3D-ТЕХНОЛОГИЙ? МЫ ГОТОВЫ ПОМОЧЬ В ИХ РЕАЛИЗАЦИИ

Агентство 3Dpulse.ru и консалтинговая группа «Текарт» предлагают сотрудничество в самых разных областях: от поиска потенциальных партнеров до рекомендаций по стратегическому планированию.
Отправьте заявку и получите консультацию на электронную почту.

У ВАШЕЙ КОМПАНИИ ЕСТЬ ЗАДАЧИ В СФЕРЕ 3D-ТЕХНОЛОГИЙ?
МЫ ГОТОВЫ ПОМОЧЬ В ИХ РЕАЛИЗАЦИИ

Агентство 3Dpulse.ru и консалтинговая группа «Текарт» предлагают сотрудничество в самых разных областях: от поиска потенциальных партнеров до рекомендаций по стратегическому планированию.

Отправьте заявку и получите консультацию на электронную почту.