3D-печать находит широчайшее применение в различных областях медицины. Представленный проект - результат сотрудничества врача онкологического отделения ГБУЗ «Клинический онкологический диспансер №1» министерства здравоохранения Краснодарского края Гранта Забуняна и Артёма Соболева, руководителя обучающего направления «Станции трёхмерной печати» в Краснодаре.
Грант Забунян, врач-онколог:
Патогенез опухолей ротовой полости поликомпонентен. Основными причинами появления раковых образований в ротовой полости врачи называют пристрастие к алкоголю и курению. К развитию опухолей также приводят и ранее некачественно установленные импланты, которые травмировали слизистую ротовой полости, а также предраковые заболевания и папилломавирус человека (ВПЧ).
Раньше при подобных поражениях целостность челюсти не восстанавливалась. Фрагмент с опухолью удалялся, болезнь была побеждена, но, в большинстве случаев, снижалось качество жизни пациента, который впоследствии испытывал трудности с жевательной функцией и артикуляцией.
В нашей клинике сделано шесть резекций (удаление операционным путём части органа или тела, повреждённой или поражённой болезнью) нижней челюсти с одномоментными реконструктивным этапом с использованием фрагмента лопатки, одна - с использованием подвздошной кости и одна - с фрагментом малоберцовой кости.
В представленных примерах реконструкций с использованием фрагмента лопатки мы делали только копию нижней челюсти, на которой могли прорепетировать уровень резекций и длину забираемого трансплантата. В случаях с малоберцовым лоскутом требуется выполнить проектирование длины, углов отпила забираемого материала. К тому же, необходимо придать прямой кости форму подковы (подобное моделирование требуется чаще всего). Это делается путём выпиливания клинов определенного вида в некоторых местах, чтобы полностью воссоздать резецированную челюсть.
Мой выбор пал на 3D-печать, потому что не существует других способов, чтобы «потрогать руками» поражённую опухолью челюсть целиком, отбросив все мягкие ткани, или прицелиться и отточить операцию до её начала.
На представленных фотографиях изображен снимок челюсти пациента, где трансплантатом является фрагмент лопатки в позиции резецированной нижней челюсти справа (то, что находится между металлическими пластинами). Как можно заметить, произошла полная консолидация краев, т.е. резецированная кость полностью замещена фрагментом лопатки. Реабилитация больного прошла успешно и качество его жизни вернулось на прежний уровень.
Артём Соболев, руководитель обучающего направления:
В 2015 году Грант обратился ко мне с интересным предложением - для его работы необходимо было создать 3D-модель челюсти пациента, основываясь на компьютерной томограмме черепа и DICOM-файлах (англ. Digital Imaging and Communications in Medicine — отраслевой стандарт создания, хранения, передачи и визуализации медицинских изображений и документов обследованных пациентов). Интерес и желание попробовать свои силы и помочь страдающему от недуга человеку стали двигателями проекта.
При подготовке проекта к печати необходимо было убрать «артефакты» (побочные шумы), которые присутствовали на томограмме. Для создания 3D-модели я использовал программное обеспечение Blender, которое позволяет не только смоделировать прототип, но и проверить его на наличие ошибок и адаптировать для 3D-печати.
В настоящее время, за год сотрудничества с докторами ГБУЗ «Клинический онкологический диспансер №1» министерства здравоохранения Краснодарского края, мной было распечатано 7 прототипов челюстей с различными степенями поражения. Для наиболее сложных моделей я использовал древовидную поддержку, созданную в программе Meshmixer. Проект выполнялся на трех принтерах PICASO 3D Designer. Так как это односопельные принтеры, удаление поддержек из того же материала из геометрически сложных моделей - сложный, кропотливый процесс.
Данная программа позволяет оптимизировать затраты пластика, а построенные поддержки оставляют менее заметные следы на поверхности модели и легче удаляются. Так как для конечного прототипа требуется дополнительная обработка, при печати мы используем ABS пластик. Все используемые мной программы (Blender, InVesalius, Meshmixer) доступны для бесплатного использования и достаточно легки в освоении.
Подводя итоги:
Процедура применения прототипа при планировании операции достаточно проста и заключается в следующем: врач изучает дефект, держа модель в руках, определяет необходимость и степень хирургического вмешательства. Затем делаются необходимые замеры на распечатанном прототипе, чтобы впоследствии, во время операции, взять с лопатки или ребра этого же пациента фрагмент кости, необходимый для восстановления повреждённого участка челюсти. Подобное планирование сокращает время проведения операции и уменьшает риск возникновения осложнений.
В ближайшем будущем врачи ГБУЗ «Клинический онкологический диспансер №1» министерства здравоохранения Краснодарского края планируют осуществить проект по изготовлению шаблона для создания челюстного импланта на основе малоберцовой кости.
поделиться статьей с друзьями
добавить сообщение