Nowoczesne techniki komputerowe w medycynie

Marta Koton-Czarnecka
opublikowano: 07-10-2009, 00:00

Specjaliści ze Specjalistycznego Szpitala Wojewódzkiego w Ciechanowie, Instytutu Mechaniki i Poligrafii Politechniki Warszawskiej oraz Kliniki Ortopedii Wojskowego Instytutu Medycznego opracowali nowatorską metodykę planowania operacji ortopedycznych za pomocą ich komputerowej symulacji. Docenioną przez jury konkursu Złoty Skalpel 2008 innowacją było zintegrowanie kilku współczesnych technik komputerowych, dzięki czemu możliwa stała się trójwymiarowa wizualizacja operowanego stawu oraz szczegółowa symulacja różnych rozwiązań operacyjnych.

Ten artykuł czytasz w ramach płatnej subskrypcji. Twoja prenumerata jest aktywna
O powodzeniu zabiegu operacyjnego w wielu przypadkach decyduje jego wcześniejsze, dokładne zaplanowanie. Przy zabiegach ortopedycznych do planowania przedoperacyjnego niezbędny jest prawidłowo przeprowadzony wywiad z pacjentem oraz ortopedyczne badanie lekarskie uzupełnione wykonaniem zdjęć rentgenowskich uszkodzonego stawu, a niekiedy także tomografii komputerowej. Na podstawie uzyskanych obrazów możliwe jest wykonanie - za pomocą określonych technik komputerowych - przestrzennego modelu stawu, a także przeprowadzenie wirtualnego zabiegu uwzględniającego kilka sposobów operacji.
Dzięki takiemu komputerowemu planowaniu udaje się wskazać najbardziej optymalne rozwiązania i przebieg operacji. Im dokładniejsze jest planowanie przedoperacyjne, tym większe są szanse na udany zabieg chirurgiczny.

Komputerowa symulacja operacji ortopedycznych

Polscy inżynierowie, opracowując własną metodykę komputerowego planowania operacji, zintegrowali kilka nowoczesnych technik komputerowych, tj. obrazowanie medyczne (w systemie CT - tomografia komputerowa), modelowanie i projektowanie operacji chorobowo zmienionego stawu (w systemie CAD) oraz komputerową biomechanikę stawu po operacji (w systemie CAE - analiza inżynierska).

"Techniki zastosowane w naszej metodyce pozwalają na trójwymiarową wizualizację operowanego stawu z uwzględnieniem jego właściwości anatomicznych oraz budowy strukturalnej, a także na symulacje różnorodnych rozwiązań repozycji uszkodzonego stawu" - wyjaśnia Zbigniew Trzeciak, doktorant w Instytucie Mechaniki i Poligrafii Politechniki Warszawskiej, kierownik projektu zgłoszonego do konkursu Złoty Skalpel 2008.

Mniej dolegliwości bólowych po operacji

Dzięki współpracy inżynierów i lekarzy, opracowaną metodykę wdrożono na przykładzie stawu kolanowego w planowaniu operacji repozycji złamania nasady bliższej kości piszczelowej. Dotychczas operację wspomaganą komputerowym planowaniem przeprowadzono u 14 pacjentów z podobnymi rozpoznaniami w wieku od 17 do 69 lat. Bezpośrednio po operacji oraz 4 godziny po zabiegu pacjenci proszeni byli o subiektywną ocenę odczuwanych dolegliwości bólowych. Gdy uzyskane wyniki porównano z podobnymi, archiwalnymi ocenami klinicznymi, okazało się, że w przypadku pacjentów, u których zastosowano komputerowe planowanie operacji dolegliwości bólowe były znacząco mniejsze.

"Leczenie złamań, zwichnięć i zwyrodnień stawu kolanowego jest obecnie istotnym zagadnieniem nie tylko klinicznym, ale również społecznym, ze względu na dużą częstość występowania tych patologii. Z większości statystyk medycznych wynika, że w co najmniej jednym przypadku na dziesięć dochodzi do powikłań w leczeniu. Dlatego tak ważna jest precyzyjna realizacja technik operacyjnych, a dobór optymalnej metody operacji możliwy jest dzięki wcześniejszemu, szczegółowemu zaplanowaniu zabiegu chirurgicznego" - uważa Zbigniew Trzeciak.

Zaletą opracowanej metodyki jest to, że może być ona przydatna przy planowaniu operacji chirurgicznych także innych stawów.

Jak zaplanować operację ortopedyczną

Planowanie operacji ortopedycznych przebiega w kilku etapach:
1. Wykonanie tomografii rentgenowskiej, w której należy określić rodzaj i zakres uszkodzenia stawu, wybrane cechy anatomiczne stawu wymagane do jego wizualizacji, a także właściwości materiałowe struktur kostnych.
2. Opracowanie trójwymiarowych modeli geometrycznych kości i stawu na podstawie uzyskanych zdjęć i danych z możliwością animacji modeli.
3. Komputerowa symulacja różnorodnych zespoleń uszkodzonych elementów stawu.
4. Analiza warunków pooperacyjnych obciążeń stawu i ich uwzględnienie w planowaniu.
5. Przeprowadzenie operacji chirurgicznej oraz jej ocena kliniczna.

Wyróżniony zespół
Komputerowe planowanie operacji ortopedycznych to projekt zespołowy, w którym uczestniczyli:
- mgr inż. Zbigniew Trzeciak, doktorant w Instytucie Mechaniki i Poligrafii Politechniki Warszawskiej,
- prof. dr hab. inż. Konstanty Skalski, Zakład Konstrukcji Maszyn i Inżynierii Biomedycznej, Instytut Mechaniki i Poligrafii, Politechnika Warszawska,
- prof. dr hab. med. Krzysztof Kwiatkowski, kierownik Kliniki Ortopedii Wojskowego Instytutu Medycznego,
- mgr inż. Piotr Borkowski, doktorant w Zakładzie Konstrukcji Maszyn i Inżynierii Biomedycznej Instytutu Mechaniki i Poligrafii Politechniki Warszawskiej,
- lek. Tomasz Sowiński, Klinika Ortopedii Wojskowego Instytutu Medycznego,
- lek. Dariusz Pietrkiewicz, ordynator Oddziału Chirurgii Urazowo-Ortopedycznej Specjalistycznego Szpitala Wojewódzkiego w Ciechanowie,

Źródło: Puls Medycyny

Podpis: Marta Koton-Czarnecka

Najważniejsze dzisiaj
× Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce.