Стефан Арсенков, хирург: 10 часа печатевме 3Д модел на срце на двомесечно бебе

Анатомијата кај тој мал пациент беше толку променета, што моделот на вештачка интелигенција кој го користевме не успеа да препознае ниедна структура, па мораше целиот модел да се прави „пешки“, вели Арсеников

Како што не постојат исти луѓе, така не постојат исти органи. Секој е различен. Затоа за хирурзите е особено важно да можат да ги видат во 3Д форма органите што треба да ги лекуваат. Понекогаш, ова може да значи и спасување нечиј живот. Токму ова го овозможува 3DLoom, компанија која овозможува 3Д печатење на внатрешни органи. Предностите на новите технологии и потенцијалот што го носат ги објаснува Стефан Арсенков, специјалист по абдоменална хирургија, вработен во Универзитетска клиника по хируршки болести „Св. Наум Охридски“ во Скопје, ко-основач и медицински директор на 3DLoom.

Како почна идејата да ја основате 3DLoom, кој беше главниот мотив и предизвик?

– 3DLoom се роди како логичен продолжеток на она што пред околу две години го започнавме како еден вид истражување за можностите на 3Д печатењето и неговата апликација во медицината. Проблемот со кој се соочуваме секојдневно како хирурзи е тоа што гледаме снимки во две димензии, а лечиме луѓе кои се тродимензионални суштества. Секако дека тие снимки даваат огромен број на информации, десетици години наназад на основа на тие снимки се добиваат најточни дијагнози, но суштината останува дека се работи за дводимензионална репрезентација на 3Д објект.

Стефан Арсенков

Кога започнавме со користење на 3Д печатење за да ги добиеме моделите од органите на пациентите во реална големина, немавме никаква претстава за тоа колку голема помош ќе биде тоа за секој хирург, а следствено на тоа и за секој пациент. Откако и самите се изненадивме од резултатите, логично беше да посакаме да го овозможиме тоа на што поголем број пациенти, за да се добие подобар и поефикасен третман.

Објаснете ни го целиот процес на печатење на модел на 3Д орган? Како се снима одреден орган, какви машини користите, од каков материјал се печатат моделите?

– Се започнува со рутински радиолошки иследувања. Тие може да бидат компјутерска томографија (КТ) или магнетна резонанца (МР). Тоа се оние испитувања кои најчесто се користат во секојдневната пракса. Потоа е потребно тие „слики“ да ги имаме во компјутер каде што се означуваат сите органи и делови од органи, и со тоа всушност се генерира 3Д моделот. Во овој чекор можеме да користиме и модели на вештачка интелигенција, кои може да ни скратат огромен дел од работата. Откако моделот е спремен, се праќа на подготовка за 3Д печатење, во зависност од тоа со каков материјал и со каква технологија ќе се печати. Следува самиот акт на печатење на моделот. Исто така, во зависност од тоа како е испечатен моделот, најчесто има потреба и од пост-процесирање, отстранување на вишок материјал, боење и слично. Откако се тоа ќе се заврши, се спојуваат различните делови од моделот за да добиеме адекватен приказ на состојбата на органите кај еден пациент.

Дали со оваа технологија може да се прават 3Д модели на сите органи. Каков е предизвикот/разликата да се направи модел на коска и на мозок на пример?

– Сè што може да се сними може и да се направи како модел, но сепак секој орган си има свои специфики, и си бара посебна обработка. Со оглед на тоа што 3Д печатењето на модели на органи е релативно нова работа, дури и во светот, ретко се случува да можеме да најдеме готово решение за проблемите кои се соочуваме, па многу често мораме повеќе пати да пробуваме нешто додека добиеме адекватен модел. Вашата забелешка е сосема точна, голема е разликата помеѓу правењето на модели на коски и модели на меки ткива.

Како што е за очекување, коската е релативно тврдо ткиво и со самото тоа е многу поразлична од околните ткива како мускули, крвни садови, масно ткиво итн. Поради тоа, одвојувањето на коскените структури на снимката е многу поедноставно отколку одвојување на еден крвен сад од друг. Всушност кога почнувавме со печатење на 3Д модели, започнавме со правење на модели на коски, па постепено се надградувавме за да стигнеме до она каде што сме денес, односно можеме да изработиме модели од сите органи, и тоа во доста разумни рокови, за да не пролонгира третманот на пациентот заради изработката на моделот.

Како ЗД моделот ви помага во хируршката пракса? Дали понекогаш значи и спасување нечиј живот?

– 3Д моделот е од огромна помош. Нашето искуство, а истото се потврдува во голем број научни студии, е дека со користење на 3Д модел на органите на пациентот предоперативно, може да се скрати до 30-40 отсто од времето потребно за операција. Кога хирургот е максимално спремен за една операција, не само што таа се изведува за пократко време, туку и ризикот од компликации се намалува, со што операцијата е побезбедна за пациентот. Дополнително е тоа што кога операциите траат пократко, може да се оперираат и повеќе пациенти во еден ден, па така и да се намалат листите на чекање за операции.

Накратко, придобивките се гледаат на повеќе нивоа, а секое од тие е бенефит за пациентите. Во светот има повеќе примери за операции кои што се сметало дека се невозможни, биле изведени со помош на 3Д модели, како на пример раздвојување на сијамски близнаци, што е можеби најсложената операција во хирургијата, без разлика на кое ниво се работи.

Ако имаме предвид дека 3Д моделот е всушност персонализиран модел на орган (претпоставувам дека не постојат два исти желудници), кој Ви бил досега најинтересниот испечатен модел и зошто?

– Апсолутно точно, како што не постојат две исти лица, така не постојат и два исти желудници. Во човековиот организам има структури кои што се помалку или повеќе варијабилни, а особено кај оние што се со поголем степен на варијабилност, изработката на 3Д модели е незаменлива. Еден од најинтересните модели кои што ги изработивме сигурно е моделот на срцето на 2-месечно бебе со срцева маана, каде што крвните садови од белите дробови, наместо да одат кон срцето се влеваат во стомачните крвни садови. Анатомијата кај тој мал пациент беше толку променета, што моделот на вештачка интелигенција кој го користевме не успеа да препознае ниедна структура, па мораше целиот модел да се прави „пешки“, за што беа потребни повеќе од 10 часа непрекината работа.

Каква е придобивката на оваа технологија во едукацијата на студентите? Што им нуди?

– Тоа е една огромна придобивка за која досега не зборувавме. Моделите кои ги изработуваме се трајни, и по завршување на операцијата на пациентот остануваат во болницата каде што се користат, при што може да се употребат во едукација на студенти. Прво нешто што сите студенти прашуваат кога ќе ги видат моделите е тоа дали и во Македонија е возможно да се направи нешто вакво. Со оглед на тоа што предметот по анатомија е првиот испит на медицински факултет, а часот по анатомија е традиционално првото предавање, може да се заклучи дека анатомијата е неизбежна основа за било која медицинска насока. Но, за жал добивањето на адекватни анатомски примероци не е толку лесно. Постојат две опции: да се учи од генерични модели, кои што се некоја идеализирана, но нереална репрезентација на органите, или да се учи од кадавери (починати донори). Да се работи со починати донори има голем број на пречки, како легални, така етички, па понекогаш и религиозни. Затоа, моделите кои ги изработуваме, всушност ги заобиколувааат овие проблеми: прикажуваат реални органи, во реална големина, кога е потребно и органи променети од некаква болест, а притоа нема никакви потешкотии истите да се изработат или набават. Многу често, кога студенти ги гледаат овие модели, всушност за прв пат гледаат како изгледа реалната позиција на органите во човековиот организам.

Колку чини ЗД печатењето на орган? Може ли пациент лично да си го организира овој процес и каква е процедурата понатаму со лекарите да го преземат и да работат на случајот?

– Во одредувањето на цената влегуваат многу варијабли, почнувајќи од тоа кој орган се изработува, со која технологија, што само по себе зависи од состојбата на пациентот и од евентуалното заболување, оперативниот пристап, и уште ред други работи. Нашата основна цел е да ја доближиме оваа технологија до секој пациент, и како таква, ние можеме да им излеземе во пресрет на сите што би побарале ваква услуга од нас. Oтворени сме за соработка со сите лекари и пациенти кои би сакале да ги користат нашите услуги. Сите заинтересирани може да нè контактираат на [email protected] за да изработиме модел.

Каков е потенцијалот на оваа технологија во иднина? Реалност ли е во трансплантацијата на пример?

– Потенцијалот е толку голем, што во моментов не ни може да се каже што се“ ќе биде возможно благодарејќи на 3Д печатењето. Од изработка на имобилизација за скршеници, изработка на индивидуализирани апликатори за зрачна терапија кај онколошки пациенти, до водичи за поставување на остеосинтетски материјал кај скршеници, водичи за обработка на примероци на ткиво при патохистолошки анализи…

Секако дека „сонот“ на сите кои се занимаваат со оваа технологија е дека еден ден ќе може да се печатат живи органи, со што би се решила глобалниот недостаток од органи потребни за трансплантација. Сепак, тоа е се’ уште далеку од реалноста. Има многу проблеми кои мора да се надминат за да може да се печатат функционални органи, но сигурен сум дека и тоа ќе се случи, кога-тогаш.

Каков е интересот на пациентите и здравствените институции да ги користат услугите на 3DLoom?

– Сите хирурзи кои што се обиделе да ги користат моделите за предоперативно планирање уште по првата операција се убедени во користа од овие модели. Пациентите кои имаат изработено модели со чија помош им е објаснето што треба да се оперира и како се изведува операцијата имаат многу поефикасна комуникација со својот лекар, а тоа неминовно носи предност и го подобрува исходот на третманот. Ние, како 3DLoom со задоволство би соработувале со секоја здравствена институција која би сакала да ја понуди оваа услуга за своите пациенти, затоа што, несакани ефекти од правилно изработен модел, не би можело да има, а бенефитите се огромни.

Сподели