Сначала «распечатываем» опухоль, и только потом оперируем

Трехмерная печать в последнее время пользуется немалой популярностью в медицине и хирургии в частности. Сегодня благодаря компьютерам специалисты могут превращать двухмерные изображения в трёхмерные, а затем использовать их для печати и превращения в физические объёмные модели любого человеческого органа.

Вышеописанная технология особо важна в сфере онкологической ортопедии. Наиболее проблемно в подобных операциях — удалить злокачественную опухоль кости с высокой точностью. Полная резекция раковой опухоли из кости имеет первостепенное значение, чтобы предотвратить её повторное появление и образование метастазов. Первичные опухоли кости — распространённое явление у детей. Ввиду того, что их скелет растёт, нельзя удалять избыточное количество ткани, необходимо крайне аккуратно удалить опухоль с минимальным ущербом для кости.

Таким образом, когда опухоль на кости расположена рядом с зонами роста, необходимо, чтобы границы её удаления были предельно точными, чтобы после операции сустав не пострадал, а кость смогла продолжить расти. В таких случаях используется технология, строящая объёмные модели кости вместе с опухолью в ней, что позволяет оценить местоположение опухоли, ясно увидеть её границы, и на этом основании провести высокоточную резекцию. Благодаря этому многократно снижается риск рецидива (повторного возникновения опухоли), увеличивается шанс сохранения суставов и зон роста у детей.

В своём недавнем исследовательском проекте мы сумели разработать уникальную компьютерную программу, позволяющую иллюстрировать 3D изображениями полностью всю опухоль. С использованием вышеупомянутой программы мы можем распечатать объёмную модель кости с опухолью, которая будет состоять из пластических материалов.

Таким образом хирург может пометить разрезы на 3D изображении, распечатать модель кости определенного пациента, которую он будет оперировать в дальнейшем, и начать тренироваться на ней, тем самым многократно повышая шансы на положительный исход оперативного вмешательства. Более того, исходя из начерченного разреза программа создаёт индивидуальный инструмент, который спроектирован точно с учётом кривизны поверхности кости определённого пациента. Инструмент также создаётся с использованием 3D печати, проходит стерилизацию и используется хирургом в процессе оперативного вмешательства. Однажды мы распечатали на основе трёхмерного изображение модель бедренной кости с опухолью на ней 17-летнего больного, а также инструмент для проведения операции. Благодаря этому мы имели возможность увидеть границы опухоль. Во время вмешательства мы ограничили опухоль изготовленным инструментом, чтобы при удалении ракового образования полностью исключить возможность повреждения зон роста в нижней части костной ткани.

Более того, предоперационное планирование позволяет не только вычертить точные границы для удаления, но и обнаружить препятствия, которые могут появиться в процессе вмешательства. Поэтому подобное планирование минимизирует риск возникновения хирургических ошибок и просчётов, особенно, в сложных анатомических местах, таких как таз, в котором расположены и переплетаются многие органы, сосуды и большие нервы.

У вышеописанного проекта была и ещё одна цель — с использованием трёхмерной печати разработать усовершенствованные имплантаты с целью заполнения костяных дефектов, которые образуются после устранения опухоли. Сегодня мы используем реконструкции при помощи металлических либо костных имплантатов, которые создаются индивидуально для каждого пациента в соответствии с его мерками. Имплантаты в будущем будут распечатываться из металлов или современных биологических компонентов.

Следует подчеркнуть внимание, что технология трехмерной печати также распространена и в общей ортопедической хирургии: при тяжёлых переломах, эндопротезировании тазобедренного и коленного суставов. Таким образом можно создать объёмную модель тазобедренного сустава с переломом, которая поможет врачам тщательно спланировать операцию по его реконструкции.

Благодаря информации, полученной из 3D печати, хирурги имеют возможность получить основу для корректного и точного понимания патологии конкретного пациента. Подобное «видение» проблемы недоступно при простой КТ или МРТ, ведь эти методы диагностической визуализации позволяют выводить лишь двухмерные плоские изображения, что усложняет работу врача. Применение 3D печати позволяет разрабатывать максимально детальный план операции, а также изготавливать необходимые инструменты для достижения лучших хирургических результатов.