Студент НГТУ разработал программу по созданию 3D-имплантатов для операций на черепе

По предварительным подсчетам ее применение в медицине уменьшит финансовые расходы по созданию имплантатов ориентировочно на 10—15%.

Магистрант факультета прикладной математики и информатики опорного вуза Новосибирска (НГТУ) Александр Гриф разработал программу, моделирующую индивидуальные имплантаты в череп для людей с черепно-мозговым травмами (ЧМТ), сообщили в пресс-службе университета.

Компьютерная программа позволяет отказаться от стандартных пластин, с ее помощью можно создавать персональные имплантаты с индивидуальной геометрией и прочностью, а это значительно уменьшает стоимость вмешательства: на имплантат уходит меньше дорогого титана. После внедрения технологии имплантат можно будет просто распечатать на 3D-принтере по металлу, а не «подгонять» вручную под пациента — так новая разработка снизит время операции и риск осложнений.

Начальный этап разработки тестовой версии программы завершился 12 июня 2018 года. Работа состояла не только в создании самой программной платформы, но и в построении системы, которая бы самостоятельно создавала «чистую» модель имплантата с учетом погрешностей томографии.

Ранее на подгонку имплантатов для больных с ЧМТ уходило слишком много времени, а также оставалось большое количество «излишков» дорогостоящего материала (титана), отсекаемых при индивидуальной подгонке стандартной заготовки. Стоимость одного грамма титана для имплантата составляет 1500 рублей, а при подготовке деталь теряет до 10 граммов.

— Однажды на наш факультет пришли специалисты из НИИТО и предложили разработать программу для индивидуального построения имплантатов, пользоваться которой мог бы не только инженер, но и любой врач. Меня заинтересовал этот проект, и к концу 2016 года была создана и протестирована программа «CranioCAD». По итогам тестирования сотрудники НИИТО высказали пожелания по дополнению функционала, которые я учел при доработке. В мае нынешнего года врачи мне дали уже реальных пациентов, чтобы сделать систему более автоматизированной, или, иначе говоря, интеллектуальной, — рассказывает Александр Гриф.

По результатам тестирования системы программа позволила снизить вес модели первого имплантата примерно на 10% и сэкономить около 7 тысяч рублей. Вес имплантата уменьшается благодаря оптимизации затрат на материал — при печати на 3D-принтере используется ровно столько металла, сколько нужно.

Помимо экономии на материале, программа позволяет исключить дорогостоящую работу инженера, который подгоняет деталь по форме черепа. Услуги такого инженера сейчас стоят 10—20 тысяч рублей за одну модель. Кроме того, по предварительным подсчетам применение программы «CranioCAD» в медицине уменьшит финансовые расходы по созданию имплантатов ориентировочно на 10—15%.

Программа уже прошла первичные испытания в НИИТО, которые показали, что имплантаты хорошо подходят к черепу. В планах разработчика нарастить функционал системы. Следующая задача проекта — программа, которая позволит при обширной области травмы одной стороны головы строить модель имплантата, опираясь на непострадавшую, симметричную сторону. Разработчик планирует выпустить итоговую версию программы через год.

Зарубежные аналоги программы «CranioCAD» существуют, однако их недостаток в том, что работать с этими программами может только человек со специальной подготовкой, а новосибирскую легко освоит любой врач, имеющий базовые навыки работы на компьютере.

Ранее сообщалось, что Александр Гриф создал проект экологического 3D-мониторинга качества воздуха Новосибирска, который позволит каждому новосибирцу с легкостью определить, где и в какое время лучше гулять или, например, заняться спортом.

Проект программной платформы «CranioCAD» поддержан Фондом содействия инновациям в рамках программы «УМНИК-2016», которая ориентирована на научно-технические проекты молодых исследователей. Фонд содействия инновациям — государственная некоммерческая организация, образованная постановлением Правительства Российской Федерации от 3 февраля 1994 года № 65, один из трех государственных научных фондов.

Фото: пресс-служба НГТУ