Galvos smegenų operacijos ir 3D spausdinimas: aneurizmų modeliai

Robotika.lt 1 rugsėjo, 2016 Robotai medicinoje

Japonijos Jichi medicinos universiteto Neurochirurgijos skyriuje dirbantys gydytojai atrado metodą kaip 3D spausdintuvo pagalba iš akrilnitrilo butadieno stireno polimero pagaminti tvirtą galvos smegenų kraujagyslės aneurizmos modelį. Tai nėra pirmasis bandymas realizuoti šią idėją, tačiau šįkart dirbanti komandą atrado būdą sutrumpinti spausdinimo laiką. Su šiuo tyrimu, mokslininkai suprato kaip naująją metodiką galima pritaikyti atliekant skubias aneurizmos „klipsavimo“ operacijas.

Kas yra galvos smegenų aneurizma?

Galvos smegenų kraujagyslės aneurizma (dar gali būti vadinama intrakranijine ar intracerebrine aneurizma) susiformuoja silpnoje ar plonoje galvos smegenų kraujagyslės vietoje, išsipučia kaip balionas ir yra pripildyta krauju. Išsipūtusi aneurizma gali spausti nervą ar aplink ją esantį smegenų audinį. Taip pat ji gali plyšti ir joje susikaupęs kraujas gali išsilieti į aplinkinius audinius (tai vadinama hemoragija), sukeldamas įvairius neurologinius simptomus. Kai kurios aneurizmos, dažniausiai tos, kurios yra nedidelės, gali nekraujuoti ir net nesukelti didesnių problemų. Jos gali atsirasti bet kurioje galvos smegenų vietoje, tačiau dažniausiai jos aptinkamos kraujagyslių kilpose, kurios būna apatinėje smegenų pusėje ir kaukolės pamate.

Kam reikalingas 3D spausdinimas šios patologijos gydymui?

Plyšusios aneurizmos gali sukelti mirtinas pasekmes. Statistiškai paskaičiuota, jog 40% aneurizmos plyšimo atvejų baigiasi mirtimi. Iš tų, kurie išgyvena, 66% sergančiųjų lieka negrįžtamas ryškus neurologinis deficitas. Plyšus aneurizmai, dėl susidariusios subarachnoidinės kraujosrūvos (po galvos smegenų voratinkliniu dangalu susidaranti kraujosrūva) beveik 15% pacientų net nepasiekia ligoninės. Taigi bet koks šios problemos sprendimas yra laukiamas, o šiai dienai šį sprendimą gali pasiūlyti 3D spausdintuvai.

Ką Jichi universiteto komanda daro kitaip?

Universitetinėje ligoninėje, pritaikant naująją technologiją, buvo tiriami 16 pacientų, kuriems buvo diagnozuota ūminė subarachnoidinė kraujosrūva dėl aneurizmos plyšimo, ir kuriems buvo atliekama skubi aneurizmos „klipsavimo“ operacija. Skaitmeninis atvaizdavimas ir komunikacijos medicinoje (DICOM) standartas, plačiai naudojamas medicinos bendruomenėje atvaizdų bei kitų duomenų apsikeitimui, nebuvo pamirštas ir šiame tyrime. DICOM formato kompiuterinės tomografijos (KT) angiografijos skenografijos buvo redaguojamos ir paverčiamos stereolitografijos failo formatu, kurį atpažįsta 3D spausdintuvai, o tai leidžia sukurti ir realų 3D smegenų kraujagyslių aneurizmos modelį.

Paprastai nuo paciento stacionarizavimo į ligoninę iki operacijos pasiruošimas užtrukdavo vidutiniškai 242 minutes. Turint 3D sukurtą aneurizmos modelį, aneurizmos „klipsavimo“ kabutė į reikiamą vietą gali būti uždėta kur kas greičiau ir efektyviau. Dažniausiai tai užtrunka 67 minutes. Spausdinimo laikas gali būti sutrumpintas iki 1 valandos.

Nors dažnai manoma, jog 3D spausdinimas yra brangus ir pareikalauja daug laiko, atliekant šį tyrimą pritaikant naują aneurizmos modelio kūrimo technologiją buvo sutrumpintas ne tik gamybos laikas, bet ir materialiniai kaštai. Visa tai vieną dieną turėtų užtikrinti galimybę greitai ir efektingai suteikti skubią neurochirurginę pagalbą pacientams ir taip sumažinti mirštamumą dėl plyšusių galvos smegenų aneurizmų.