Редактор Geektimes
243,5
рейтинг
19 января 2015 в 09:42

Мужчина спас зрение жены благодаря 3D печати

Специалист в области 3D моделирования Майкл Бэлзер использовал свои навыки, чтобы из результатов МРТ создать модель черепа своей жены с опухолью в нем. Затем он загрузил модель на Sketchfab, где нашел хирурга, согласного на операцию. Распечатанная на 3D принтере модель черепа с опухолью позволила хирургу тщательно спланировать операцию и извлечь менингиому через небольшое отверстие над глазницей, в то время как в обычных случаях для этого требуется вскрыть череп и в прямом смысле приподнять мозг. Модель можно покрутить тут.

image

Майкл Бэлзер лишился работы из-за длительной болезни, после чего создал карьеру в качестве специалиста по 3D моделированию, а также помогал жене, психотерапевту, разработке процедур для лечения игромании.

Его жена, Памела Шаван Скотт, незадолго до лета 2013 года перенесла операцию по удалению щитовидной железы, а летом у неё начались головные боли. Пара отнеслась к этому серьезно: боли могли быть симптомом новых проблем после операции. МРТ показало наличие в черепе за левым глазом опухоли диаметром около трех сантиметров. Неврологи объяснили, что это сущие пустяки, и что нужно только перепровериться через годик. Бэлзеру на месте не сиделось, он решил от опухоли жены избавиться как можно быстрее и занялся поисками альтернативных способов.

Один из способов — прибегнуть к помощи медицинских роботов-хирургов, для чего пришлось бы ехать из Калифорнии в Медицинский Центр Питтсбурга. Получившие результаты МРТ хирурги в этом центре согласились, что Памеле нужна операция.

Бэлзер запросил DICOM файлы с исследованиями черепа жены, чтобы можно было поработать с ними дома. Этот шаг впоследствии сыграл важное значение, когда спустя несколько месяцев Скотт и Бэлзера напугали врачи: опухоль, по их словам, сильно выросла! То есть ситуация была гораздо хуже, чем врачи думали после первого МРТ. Бэлзер уже дома открыл Photoshop, наложил новые DICOM файлы на старые, и понял — радиолог измерил опухоль под другим углом, на самом деле размеры не поменялись.

image

Бэлзер принялся искать инструменты, которые позволят сделать из DICOM-овских двумерных изображений трёхмерную модель. Цель работы заключалась в создании модели, которая наглядно продемонстрирует расположение и размеры опухоли. В случае с Памелой это была менингиома. Стандартная операция для этой опухоли включает в себя вскрытие черепной коробки пациента, после чего врачам нужно в прямом смысле приподнять мозг — операция очень опасная. Нервы пациента могут быть смещены, так что он может потерять обоняние, вкус или зрение. Возник вопрос: можно ли сделать такую операцию неинвазивной?

Менингиома — это опухоль, растущая из клеток паутинной мозговой оболочки, а именно арахноидального эндотелия — ткани, окружающей мозг. (Википедия)


Инструменты были найдены. Во-первых, это бесплатная программа InVesalius, созданная исследовательским центром в Бразилии. Программа конвертировала результаты МРТ в DICOM файлах в 3D изображение. Это позволило крутить опухоль и рассмотреть ее со всех сторон. Результат рендера был загружен на Sketchfab, чтобы поделиться им с нейрохирургами по всей стране в надежде найти кого-то, кто согласится на подобную процедуру. Такой хирург нашелся.

image

Бэлзер использовал свой MakerBot для печати модели черепа. Эту модель хирург использовал, чтобы тщательно спланировать малоинвазивную операцию. Опухоль была извлечена в мае 2014 года через отверстие над глазницей. Нейрохирурги узнали, что опухоль уже начала спутывать оптические нервы, и всего полгода оставалось до потери зрения. За 8 часов врачи извлекли 95% опухоли. Спустя три недели Скотт вернулась к работе.

Сам того не зная, Бэлзер воссоздал технологию для медицинского использования, похожую на Butterfly Network Device: этот сервис включает в себя 3D сканирование и платформу для докторов и пациентов, чтобы делиться результатами через защищенный облачный сервис. Сейчас Бэлзер ведет подкаст All Things 3D, куда часто приглашает докторов в качестве спикеров, и организовал семинар на тему 3D в медицине.

image
Иван Сычев @ivansychev
карма
62,7
рейтинг 243,5
Редактор Geektimes
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (45)

  • +40
    Респектище. За этим (общим трендом гражданского профессионального соучастия в медицине и науке) будущее.
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • +27
    наложил новые DICOM файлы на старые, и понял — радиолог измерил опухоль под другим углом, на самом деле размеры не поменялись.

    Я иногда охреневаю с медиков.
    • +2
      Такое во всем мире, оказывается, случается.
      Мне так кисту в пазухе измеряли несколько раз.
      С разным результатом.
      • +7
        Вот-вот, у меня у знакомой несколько лет лечили аллергию, а это оказался рак. Разумеется, времени потеряли кучу, поэтому скончалась уже вскоре… Этот тот вариант, когда «Было бы смешно, если-б не было так грустно».
        • +1
          А как рак дал симптомы аллергии? Что за симптомы?
          • 0
            Вы будете смеяться! Тошнило от любой еды, установили аллергию на… некоторые продукты. Оказался рак желудка. Наблюдалась в известном медицинском центре. Хотя, пожалуй, в обычной поликлинике было бы лучше)
  • +13
    В нашу местную поликлинику с черепом не пустит вахтёр, на этом всё закончится.
    • +33
      В наших поликлинниках, увы, все закончится еще раньше. Рецептом на анальгин по симптомам «головная боль после операции». Ну и словами: «Уважаемые, ближайшая очередь на МРТ — через 14 месяцев».
      • +1
        Встает интересный вопрос — была ли помощь врачей в этом случае из статьи платной. Думаю за деньги и у нас будет отличное обслуживание.
        • +4
          Вот именно! Страховки, платные клиники — первые два комментатора, видимо, знакомы с реалиями медицины в США по сериалу House M.D.
          • +2
            В защиту Хауса скажу, что в некоторых эпизодах рассматривается проблема кредитоспособности пациента.
            • 0
              Да, согласен, есть там серии про неимущих и упоминания про страховки. Но всё равно: «Делайте ему КТ!», «Пациента на МРТ!», — создают впечатление, что там это легко и просто…
              По сюжету, сам врач и его диагностическое отделение имеют преференции перед остальными работниками — без этого, наверное, сериала бы не было.
          • 0
            По личному опыту обращений по относительно небольшим проблемам могу сказать, что платная медицина в США также далека от ДМС в России (Питер) в плате сервиса, как и бесплатная в России. Не могу скзаать, что всё плохо и приходится долго ждать каких-то процедур, но в общем впечатление негативное. За такие деньги (хорошая страховка в год тянет на цифру с 4-мя нулями) ожидаешь намного большего.
            • 0
              Откуда такие данные? Стандартная страховка обходится $70-$100 в месяц и покрывает и тебя и супруга. Есть клиники, которые не поддерживают страховки, а вместо этого платишь $200 в месяц и лечишься у них сколько тебе душе угодно, не доплачивая ничего сверху. Если работодатель не предоставляет таких бенефитов, можно брать самому. Хорошая будет стоит $150-$200/месяц. Сверх оплаты страховки из кармана может еще дополнительные $100 в год уходят. Если какие-то сложные операции или обследования, там конечно суммы будут повыше.

              Стандартная страховка включает и дантиста 2 раза в год, и всякие ангины/бронхиты/переломы/вывихи, и стандартный полный медосмотр раз в год с анализами крови на всё, что только можно, включая STD, и окулист.
              • 0
                Откуда такие данные?
                По личному опыту.

                Есть клиники, которые не поддерживают страховки, а вместо этого платишь $200 в месяц и лечишься у них сколько тебе душе угодно, не доплачивая ничего сверху.
                Вы имеете в виду не надо доплачивать co-payments? Я с трудом себе могу представить клинику, которая будет вас лечить от всего за 200$ в месяц, когда за один визит к врачу без страховки с вас могут эту сумму взять. Откуда информация — личный опыт.

                Хорошая будет стоит $150-$200/месяц
                Эта цифра с www.healthcare.gov? При моём доходе страховка на семью (я, супруга и ребёнок) мне бы обошлась в районе 500$ в месяц. Для тех, кто получает мало, страховка будет стоить копейки. Но страховые компании обычно предлагают меньший перечень покрываемых услуг по этим страховкам, чем «полноценные» (например, которые спонсируются работодателями). Откуда информация — знакомые врачи.

                Сверх оплаты страховки из кармана может еще дополнительные $100 в год уходят
                Для абсолютно здорового человека — согласен. А так визит к обычному врачу: 15$ co-payment, к специалисту — 30$. Визит к стоматологу — 50$ раз в год. Вот и почти набежали 100$, если сходить к 3-м врачам по одному разу.

                Стандартная страховка
                Приведите пожалуйста пример стандартной страховки, на которую вы ссылаетесь.
                • 0
                  У меня было несколько страховок. Сейчас использую Cigna (остальных наименований не помню) через работодателя. Некоторые из товарищей сами со страховыми компаниями контракты заключают, платят меньше $200 в месяц. Co-payment не всегда берут. Мы с женой посещали несколько клиник и обычно навещаем докторов несколько раз в год. Больше всего выплат выходило за лечение спины, там стандартно co-payment $25 и процедуры были 2 раза в неделю. А так получаются те суммы, которые я выше описал. Стоматолога мы оба посещаем стандартно 2 раза в год и платим $0 из кармана, никаких co-payment там нет. До того как сменили стоматолога, платили $10 за визит, и то не всегда. За прошлый год полный медосмотр дважды делали, выплатили тоже $0.

                  Так же нужно помнить, что часть из потраченной на докторов суммы возвращается с возвратом налогов по весне.

                  Не могу найти ссылку на новость про некоторых докторов, которые отказываются принимать страховку и подписывают своих клиентов на помесячную оплату. Но таких я лично не встречал, это новое движение.
        • +5
          Я со своей зарплаты государству отчисляю налогов в фонд единого медицинского страхования заметно больше, чем стоит моя недешевая ДМС (5.1% от ЗП но не более 31.8 тыр в год). При этом с 2016 этот налог еще и хотят поднять, так что «бесплатная» медицина (tm) будет втрое дороже «платной».
          • +6
            бесплатная — она не только для вас бесплатная, но еще и для неработающих, или работающих за небольшую ЗП. Вот они на вас и сидят.
            • +2
              Здоровья им.
        • 0
          За деньги, конечно, можно на МРТ записаться хоть на завтра. Но рекомендую поинтересоваться, где какие диагносты работают. Хороших МРТ-диагностов значительно меньше, чем приборов. На одинаковом приборе в разных центрах могут выдать совершенно разное заключение (в том числе как в статье).
        • 0
          К сожалению, за деньги ничуть не лучше. Был опыт.
          Дело, видимо, в самих людях.
          • 0
            Согласен. Можно подумать, что хороший врач вас специально будет плохо лечить, если бесплатно.
    • +3
      На самом деле не все так печально в России. Мы с ребятами уже не раз обрабатывали DICOM файлы и недавно печатали предоперационный макет черепа для подготовки импланта и планирования операции. В ближайшее время постараюсь написать статью на эту тему. Есть много интересных вариантов использования 3D-печати в медицине, но как показывает статья даже не все западные врачи их используют. Думаю со временем это наберет обороты, на нашей памяти в больницах и обычных принтеров не было)
  • +10
    Только этого достаточно, что бы перестать считать портативные домашние 3d принтеры игрушкой и баловством. Называется дайте инструмент, а мы найдем, что с ним делать. Мужик!
  • +1
    Опухоль все же называется «менингиома» и даже ссылка стоит на правильную статью.
  • –1
    Так 5% опухоли же осталось
    • 0
      Ну зато теперь нет угрозы потери зрения в ближайшие годы, а там уже и мед. технологии подтянутся для окончательного излечения.
    • +1
      Полагаю, что не извлекли как раз ту часть, которая уже начала спутывать оптические нервы.
  • +2
    Что-то я не понял, а без 3D-модели хирург не мог провести операцию? МРТ-снимков было недостаточно? Весьма странно. По-моему, модель тут выступала просто завлекухой, а работал хирург по МРТ.
    • 0
      Я специально дал ссылку на этот свой пост. Результаты МРТ — двумерные, невозможно по ним настолько же тщательно спланировать операцию, как по объемной модели. Тем более, когда настолько опасная операция.

      В качестве примера приведу вот эту распечатанную 3D модель внутренностей двенадцатилетней девочки с неоперабельной опухолью. Решающую роль в операции сыграло тогда не только мастерство хирургов, но и их тщательная подготовительная работа с помощью модели.

      image
    • +2
      Можно изготовить шаблон из пластика с отверстиями. Угол и координаты отверстий переносятся на живого пациента. Остаётся только параметр глубины. В результате можно сделать точные пропилы и не промахнуться. Иначе придётся грубее работать и пилить больше здоровых тканей. Чисто предположение. Схожие методы для постановки имплантатов в стоматологии используются
    • +1
      Можно, например на трехмерном симуляторе хирурга с обратной связью. Таких пока нет, хотя работы ведутся; видел в прошлом году на конференции CARS в Японии что-то из подобных концептов.
  • 0
    Непонятно, что за малоинвазивная операция. В черепе просверлили дырку и удалили опухоль через нее? Или все это делалось через какие-либо уже существующие отверстия?
    Еще интересно, в РФ можно попросить результаты сканирования в электронном виде? Или это равносильно попросить медицинскую книжку домой забрать?
    • 0
      наверное не везде, но во многих местах выдают CD диск с результатами где в том числе лежат упомянутые DICOM файлы
    • 0
      Подруга проходила обследование в клинике и в том числе делала МРТ, ей сами отдали. Но у неё наверно дело было в том, что в эту клинику со всей страны с'езжаются.
    • 0
      Везде выдают. Но у них нет расходных дисков обычно.
    • 0
      Некоторые клиники цену за это ставят. Платишь и получаешь.
  • 0
    Чисто ради интереса летом делал МРТ (ну очень хотел посмотреть на свой череп) ну и с заключением ради интереса пошёл к врачам в поликлинику. Сегодня на приёме врач попросил снимок, а я его по раздолбайству оставил дома. Но с собой был CD диск с данными и ноутбук. В общем, у врача в кабинете не работал компьютер, а на моё предложение (время приёма позволяло) открыть диск на ноутбуке, врач сказал, что привык к более классическим методам просмотра данных. Вот такая у нас порой медицина.
    Upd: врач хороший, просто в медицине есть такая тенденция, что врачи настолько специалисты, что им просто не до IT. Надеюсь, через месяц другой смогу пост на эту тему написать.
    • +1
      Во сколько обошелся подобный «интерес»? Т.е. сколько стоило сканирование черепа? Насчет врачей и ИТ у меня тоже есть история. Лет 5-6 назад лечил задолбавший меня синусит. Проявлялся он следующим образом: при резком изменении внешних условий — температуры, влажности и т.д. появлялись сопли. Врач ЛОР традиционно послала на рентген носовых пазух, который был сделан на каком-то древнем аппарате времен еще второй мировой войны наверное. Долго смотрела под разными углами на получившийся мутный снимок и в конце выдала заключение: «ВРОДЕ БЫ затемнение, НАВЕРНОЕ киста в пазухе — будет прокалывать». На мое предложение посмотреть более точно современными методами, тем более это оплачивается ДМС, ответила в стиле — «не нравится, иди лечиться в другое место». В результате я пошел к другому врачу, который меня отправил к стоматологам, которые обнаружили незапломбированный зубной канал, от которого шло воспаление на носовую пазуху. После удаления этого зуба синуситы больше не беспокоят.
      • 0
        Если не ошибаюсь, 3500 + 300 за диск.
      • 0
        Я бы все равно контрольный снимок сделал. Смотрите в сторону конусно-лучевого КТ. В вашем городе он есть только у неких Global Dent, насколько я могу видеть. Спросите. Я не работал с их железом, но не думаю, что сильно отличается от других. Лучевая нагрузка низкая, разрешение высокое. Такие аппараты до 0.1мм дают воксели.
        • 0
          Примерно такую процедуру делал в частной зубной клинике — «3D КТ». Всего 800 рублей, зато все зубы и немного нос можно рассмотреть с любой стороны. Диск бесплатно.
  • 0
    В этом треде не хватает ссылки на Surgeon Simulator.
  • 0
    Вот жеж… У меня есть на руках диск с DICOM-файлами, я тоже хотел как-то 3D-модель делать, только вот тогда никаких инструментов для этого так и не нашёл.

    Думал сам даже сделать, но потом пообщался с врачом и понял, что толку от той модели много не будет — слишком низкое разрешение — поперечный срез моего тела имел разрешение всего 640*480, чего, очевидно, недостаточно для точно диагностики состояния внутренних органов.

    Тем не менее, тема весьма интересная, я бы с удовольствием попробовал. Тут пишут про некий InVesalius… Может кто-нибудь его скомпилить под Windows?

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.