Newsy

Druk 3D nadzieją onkologii. Polscy naukowcy wydrukowali trójwymiarowy model żyły zajętej nowotworem, co pozwoliło na skuteczną operację

2021-04-06  |  06:00
Mówi:dr inż. Mariusz Sobol, Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki, Politechnika Opolska
dr hab. inż. Jarosław Zygarlicki, Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki, Politechnika Opolska
dr hab. inż. Mirosław Szmajda, profesor Politechniki Opolskiej, Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki
  • MP4
  • Polscy naukowcy wydrukowali trójwymiarowy model żyły pacjenta ze zmianami nowotworowymi. Dzięki temu lekarzom udało się precyzyjnie i bezpiecznie zaplanować zabieg usunięcia guza. Technologie przyrostowe coraz częściej są wykorzystywane do obrazowania chorych tkanek i narządów przed planowaną interwencją chirurgiczną, a światowy rynek druku 3D w zastosowaniach medycznych do 2027 roku wzrośnie prawie czterokrotnie.

    Technologia druku 3D coraz częściej jest wykorzystywana do modelowania zmian nowotworowych u pacjentów, którzy mają być poddawani operacjom. Lekarze z argentyńskiego Hospital Transito Caceres de Allende wykorzystali go w planowaniu operacji u kobiety zmagającej się z nowotworem, dającym przerzuty do wątroby. Operacja była bardzo złożona i wymagała precyzyjnego planowania. Pomógł w tym wielokolorowy trójwymiarowy model zajętego chorobą narządu, wydrukowany z dokładnością do 0,02 mm.

    Naukowcy z Politechniki Opolskiej wydrukowali z kolei trójwymiarowy model żyły, w której znajdowały się zmiany nowotworowe.

    – Celem było przede wszystkim zwizualizowanie zmian patologicznych w żyle na podstawie obrazów tomografii komputerowej. Wspieraliśmy bezpośrednio zespół medyczny przed wykonaniem operacji, która była dosyć skomplikowana. Tego typu operacji przeprowadzono na świecie zaledwie kilka czy kilkanaście. Operatorzy, którzy wykonywali zabieg, prosili nas o to, żebyśmy pomogli im to zwizualizować i zaplanować całą operację – wyjaśnia w rozmowie z agencją informacyjną Newseria Innowacje dr hab. inż. Mirosław Szmajda, profesor Politechniki Opolskiej, Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki.

    Aby wizualizacja była możliwa, konieczne było przeanalizowanie 1,5 tys. obrazów żyły uzyskanych w badaniu tomografem komputerowym. Dokonał tego zespół inżynierów biomedycznych.

    – Chcieliśmy zamodelować żyłę, a marker wprowadzany był do tętnicy i w momencie, kiedy trafił do żyły, to praktycznie podświetlał nam cały organizm. Nie sposób było automatycznymi algorytmami wyłuskać tylko tę konkretną żyłę. Po tej serii zaznaczeń można było już przystąpić do cyfrowego przetwarzania tych danych – tłumaczy dr hab. inż. Jarosław Zygarlicki z Wydziału Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki Politechniki Opolskiej.

    Praca ta stanowiła punkt wyjścia do drugiego etapu, czyli wygenerowania trójwymiarowego modelu żyły, wraz z patologiczną zmianą, które opierało się na działaniu algorytmu maszerujących sześcianów i triangulacji. Finalnym etapem było wydrukowanie fizycznego modelu.

    – Bardzo istotnym wymogiem było wykonanie wydruku dwumateriałowego, co nie jest jeszcze na dzisiaj techniką standardowo stosowaną. Należało stworzyć dwa niezależne modele i przejść do wydruków w technologii FDM. Filamentem była termoplastyczna żyłka roztapiana do temperatury około 200 stopni i nakładana warstwa po warstwie w ustalonej rozdzielczości. Jeden z materiałów nakładany na wydruk był przeźroczysty, pełniący funkcję izolacyjną żyły – po to, by móc zajrzeć do tkanki nowotworowej, która znajdowała się wewnątrz – tłumaczy dr inż. Mariusz Sobol z Wydziału Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki Politechniki Opolskiej.

    Tkanka nowotworowa była drukowana drugim filamentem w kolorze czerwonym. Pozwoliło to uwydatnić kolorystycznie jej rozrost i rozmieszczenie oraz określić, w jakich miejscach dotyka ścian żyły i w jakim zakresie się rozmieszcza. Tak szczegółowe obrazowanie w powiększeniu pozwoliło dokładnie rozplanować przebieg operacji i określić jej szczególnie ryzykowne etapy.

    – Mając w rękach ten model, zespół lekarzy mógł dokładniej przyjrzeć się z poszczególnych stron i zaplanować podejście, przewidzieć, gdzie należy spodziewać się problemu, bo np. może będzie trzeba chirurgicznie odcinać nowotwór od ścian – dodaje dr inż. Mariusz Sobol.

    Pacjentka z rozległym nowotworem rozpoczynającym się od narządów rodnych i sięgającym aż do serca, wewnątrz dużej żyły, po zabiegu trafiła już do domu. Nie było komplikacji po zabiegu, a stan chorej szybko się poprawił.

    Według analityków z Verified Market Research światowy rynek druku 3D w medycynie osiągnie do 2027 roku wartość 3,93 mld dol. W 2019 roku było to 1,1 mld dol. Średnioroczne tempo wzrostu utrzyma się na poziomie 17,1 proc.

    Czytaj także

    Transmisje online

    Więcej ważnych informacji

    Jedynka Newserii

    Jedynka Newserii

    Transport

    Miejsc parkingowych ubywa, bo miasta chcą wypchnąć ruch samochodów z centrum. Technologia pomoże lepiej wykorzystywać istniejące parkingi

    Zaparkowanie samochodu w centrum Warszawy, Wrocławia czy Krakowa to poważne wyzwanie. Statystyki przytaczane przez NaviParking wskazują, że zagęszczenie ruchu w centralnych dzielnicach nawet w 30 proc. jest spowodowane przez kierowców poszukujących miejsca parkingowego. To zaś oznacza nie tylko większe korki, ale też większy hałas, dodatkową emisję spalin i duży stres u kierowcy. Tworzenie nowych parkingów nie jest dziś priorytetem miast – dążą raczej do tego, żeby wypchnąć ruch z centrów. Dlatego potrzebne są lepsze zachęty, by kierowcy wybierali inne środki komunikacji, np. autobusy, tramwaje czy mikromobilność, a także nowe sposoby na skuteczniejsze wykorzystanie istniejących parkingów.

    Partner serwisu

    Venture Cafe Warsaw

    Edukacja

    Rzeź Woli to jedna z najmniej znanych kart historii Powstania Warszawskiego. Powstaje nowy projekt edukacyjny w wirtualnej rzeczywistości

    Rusza drugi etap rewitalizacji placu Męczenników Warszawskiej Woli. To jedno z ważniejszych miejsc pamięci Powstania Warszawskiego, gdzie w sierpniu 1944 roku wymordowano mieszkańców Woli i Ochoty. Fundacja PGE i opiekujący się placem ojcowie redemptoryści stworzą tutaj ścieżkę edukacyjną z multimedialnymi lekcjami w technologii wirtualnej rzeczywistości (VR), dzięki czemu z wiedzą o tragicznych wydarzeniach sprzed 78 lat łatwiej będzie dotrzeć do młodych odbiorców. Mimo wielu dekad prac badaczy szczegóły rzezi Woli nadal pozostają nieodkryte.

    Edukacja

    Liczba aniołów biznesu rośnie, ale wciąż jest ich za mało. 40 proc. z nich jest na rynku maksymalnie trzy lata

    Polski rynek aniołów biznesu wciąż jest wielokrotnie mniejszy od tych z Europy Zachodniej, o Stanach Zjednoczonych nie wspominając, i stosunkowo młody. Jednak zainteresowanie tą formą pomnażania kapitału i dzielenia się doświadczeniem szybko rośnie. Największa obawa osób, które chcą dołączyć do grupy aniołów biznesu, dotyczy tego, czy będą umiały realistycznie ocenić szanse danego przedsięwzięcia. Platforma Polish Angels ma ułatwić przepływ know-how i finansowania między doświadczonymi inwestorami i pomysłodawcami start-upów.

    Współpraca

    Obsługa konferencji prasowych

    Zapraszamy do współpracy przy organizacji konferencji prasowych. Nasz doświadczony i kompetentny zespół sprosta każdej realizacji. Dysponujemy nowoczesnym, multimedialnym centrum konferencyjnym i biznesowym w samym sercu Warszawy. Zapraszamy do kontaktu w sprawie oferty.

    Szkolenia

    Akademia Newserii

    Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.