Томские ученые напечатают 3D-модели детских сердец для кардиохирургии

Ученые Томского политехнического университета создают на 3D-принтере модели детских сердец. Их получают на основе томографических снимков реальных пациентов. Такие модели послужат «тренажерами» для кардиохирургов, с помощью которых врачи смогут планировать и предварительно отрабатывать ход предстоящих операций. 

 

Напомним, новый проект по 3D-печати человеческого сердца развивается на базе научно-образовательного центра «Современные производственные технологии» ТПУ. Политехники выполняют его для Томского НИИ кардиологии. Сотрудники центра печатают пластиковые копии настоящих сердец на основе томографических изображений. Имея в руках осязаемую модель, кардиохирурги смогут подробнее изучать дефекты органа и выбирать подходящие способы оперативного лечения.

 

Первые 3D-модели взрослого человеческого сердца были напечатаны учеными ТПУ этим летом. А сейчас политехники приступили к печати на 3D-принтере копий детских сердец.

 

Пациенты у томских кардиологов самые разные — от пожилых людей, которые дожили до взрослого возраста с детской патологией, до совсем грудных младенцев, у которых диагностирован редкий порок сердца. Оперировать ребенка, по словам медиков, вдвойне сложнее, ведь детское сердце в несколько раз меньше взрослого. Поэтому, все действия хирурга во время операции должны быть заранее продуманы, точны и отлажены. 

 

«Идею создавать такие 3D-модели предложили наши кардиохирурги. Сегодня врач вслепую на плановую операцию не идет. С помощью современных диагностических визуализирующих технологий он старается до операции получить информацию, которая поможет ему спланировать процесс оперативного лечения», — говорит заместитель директора по научной и лечебной работе НИИ кардиологии, руководитель отделения неотложной кардиологии, профессор кафедры кардиологии СибГМУ Вячеслав Рябов.

 

Сейчас традиционно для этого используется виртуальное 3D-моделирование, однако минус компьютерных моделей, по его словам, в том, что они показывают лишь внешнюю поверхность, а внутрь можно заглянуть только на срезах. А 3D-модель можно раскрыть как пирамидку и посмотреть на то, как расположены аномалии внутри сердца.

 

«Например, когда к нам поступают пациенты с редкими патологиями, всегда хочется получить 3D-модели и посмотреть, как на самом деле устроены эти патологии. Более того, у нас в НИИ проходят обучение ординаторы и аспиранты, и благодаря таким тренажерам они также могли бы изучить такие редкие и сложные взаимоотношения аномальных структур внутри сердца больного человека, что в дальнейшем поможет им стать хорошими врачами», — рассказывает ведущий научный сотрудник лаборатории радионуклидных методов исследований Томского НИИ кардиологии, доктор медицинских наук Константин Завадовский.

 

Сейчас ученые ТПУ печатают 3D-модели детских и взрослых сердец из пластика. В дальнейших планах — научиться печатать «копии» настоящих сердец из резиноподобного материала, близкого по структуре к натуральной ткани сердца.

 

Отрабатывая технику на такой модели, врачи будут максимально приближены к реальным условиям. Еще одна цель политехников — сократить сроки 3D-печати.

 

«Чтобы создать 3D-модель сердца, сейчас нам требуется две недели. Между тем, пациенту зачастую помочь нужно оперативно. Мы должны снизить время печати до одного-двух дней. Для этого требуется подобрать соответствующее оборудование и создать удобный софт, который будет сразу переводить томографические снимки в формат stl для 3D-принтера. Сейчас мы ищем средства на разработку такого софта, — заключает Василий Федоров, директор научно-образовательного центра «Современные производственные технологии». — В идеале, нам хотелось бы, чтобы 3D-принтер находился прямо в больнице».

 

Он добавляет, что 3D-печать может помочь врачам получать и другие органы и ткани человека. Так, например, сейчас политехники печатают на 3D-принтере костные имплантаты из композитов.