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 |
Druk 3D nadzieją onkologii. Polscy naukowcy wydrukowali trójwymiarowy model żyły zajętej nowotworem, co pozwoliło na skuteczną operację
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
- 2024-12-27: Dwa konkursy w Agencji Badań Medycznych w 2025 roku. Do wzięcia 275 mln zł
- 2024-12-19: Unijny system handlu emisjami do zmiany. Po 2030 roku może objąć technologie pochłaniania CO2
- 2025-01-07: Polska potrzebuje centralnego systemu dokumentacji medycznej. Jest niezbędny w wypadku sytuacji kryzysowych
- 2025-01-16: Doświadczenia Ukrainy są cenną lekcją dla polskich medyków. Pomagają się przygotować na potencjalny konflikt
- 2024-12-17: Polscy badacze pracują nad kwantowym przetwarzaniem sygnału. To rozwiązanie pomoże zapewnić superbezpieczną łączność
- 2025-01-02: Wiktor Dyduła: Słyszę coraz więcej utworów wygenerowanych przez sztuczną inteligencję. Trudno je odróżnić od kompozycji stworzonych przez ludzi
- 2024-12-11: Coraz większa rola sztucznej inteligencji w marketingu. Wirtualni influencerzy na razie pozostają ciekawostką
- 2024-11-22: Dane satelitarne będą częściej pomagać w walce z żywiołami w Polsce. Nowy system testowany był w czasie wrześniowej powodzi
- 2024-11-22: Artur Barciś: Od sztucznej inteligencji dowiedziałem się, że zmarłem na scenie. Dla niej jestem kompletnie nikim
- 2024-12-18: Piotr Szwedes: Teraz znowu zrobił się trend na brzydotę. Pokazujemy coś brudnego, siebie bez makijażu, że jesteśmy tacy prawdziwi
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii
Jedynka Newserii
Handel
Plastikowe opakowania żywności dominują w europejskich marketach. 40 proc. z nich można usunąć lub zastąpić
65 proc. produktów spożywczych i napojów w europejskich supermarketach jest sprzedawanych w plastikowych opakowaniach. W Polsce ten odsetek jest podobny. Jak wynika z raportu DS Smith „Material Change Index”, w przypadku 40 proc. opakowań zawierających tworzywa sztuczne w Polsce, plastik można by wyeliminować, usuwając go całkowicie lub zastępując go zrównoważonymi alternatywami, np. tekturą czy opakowaniami biodegradowalnymi. W Polsce tylko 22 proc. firm spożywczych planuje w nadchodzącym roku zmiany w opakowaniach.
Konsument
Będzie ubywać mięsa na stołach Polaków. Eksperci radzą ograniczyć spożycie nawet o dwie trzecie
Produkcja zwierzęca nie zniknie, ale będzie musiała zostać ograniczona – oceniają eksperci rynku żywności i podkreślają, że przemawiają za tym zarówno względy zdrowotne, jak i środowiskowe. Obecnie przeciętny Polak zjada ok. 75 kg mięsa rocznie, a wskazywana przez dietetyków zdrowa granica to ok. 20–25 kg.
Handel
Ministerstwo Finansów chce objąć akcyzą wkłady do e-papierosów. Eksperci prognozują upadek polskich producentów i wzrost szarej strefy
Projekt nowelizacji ustawy o podatku akcyzowym przewiduje objęcie podatkiem akcyzowym nowych kategorii wyrobów, w tym wielorazowych papierosów elektronicznych czy podgrzewaczy tytoniu. W tym pierwszym przypadku ustawodawca chce opodatkować nie tylko samo urządzenie, ale także POD, czyli wkład do niego. Organizacje przedsiębiorców i plantatorów tytoniu ostrzegają, że to prowadziłoby do sytuacji, w której jeden produkt byłby opodatkowany dwu-, a nawet trzykrotnie, z negatywnymi skutkami dla obrotu gospodarczego w Polsce.
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.