Учени могат да създават персонални 3D модели на човешкото сърце

Снимката е архивна.

© Надежда Чипева, Капитал

Снимката е архивна.



Учени от Масачузетския технологичен институт (MIT) и от Бостънската детска болница разработиха система, която може да направи ядрено-магнитен резонанс (ЯМР) на сърцето на пациент и само за няколко часа да превърне сканираната информация в реален физически модел, който хирурзите да използват, за да планират необходимата операция.


Моделите ще предоставят на хирурзите по-детайлен и сигурен начин да оценяват и да се подготвят за индивидуалните анатомични особености на всеки един пациент. Все пак те виждат с ръцете си и възприемат света чрез докосване. 


Тази есен седмина кардиолози от Бостънската детска болница ще участват в проучване с цел оценяване ползата от 3D моделите на сърца. Полина Голанд, професор по електроинженерство и компютърни науки в MIT, и колегите й, ще представят своята иновативна система на Международната конференция по компютърни медицински изображения и интервенции, извършвани посредством компютри през октомври.




Даниеле Паче, специалист по електроинженерство и компютърни науки от MIT, е основоположникът и най-пряко отговорният за развитието на софтуера за анализиране резултатите от ЯМР. Меди Могари е физик в Бостънската детска болница, разработи нови процедури, които увеличават точността на резултатите от ЯМР десетократно. А Андрю Поуел – кардиолог в болницата, ръководи клиничната работа по проекта.


Цялостната дейност е финансирана както от болницата, така и от Harvard Catalyst, консорциум, чиято мисия е да спомага бързото развиване на научните иновации в медицината.


Данните от ЯМР представляват серии от напречни разрези на триизмерни обекти. Както при черно-белите снимки, и тук, всяко напречно сечение е съставено от тъмни и светли области, а границите между тях биха могли да показват ръбовете на анатомичните структури, но не винаги.


Различаването на границите между отделните обекти на картината е сред основните проблеми при компютърната визуализация, известна още като "сегментация на изображението". Предназначените за универсално използване алгоритми за сегментация не са достатъчно надеждни за получаване на точни модели, от които хирургическото планиране се нуждае.


Човешки фактори


Обичайният начин за по-добро прецизиране на даден алгоритъм за сегментация е като се умножи по общия модел на сегментирания обект. Човешките сърца например имат камери и кръвоносни съдове, които обикновено са на приблизително еднакви места. От тази анатомична константа би могъл да се извлече алгоритъм за сегментация, като се изключват недопустимите възможности за разположение на предметни граници.


Проблемът при този подход е, че повечето от пациентите със сърдечни проблеми в Бостънската детска болница се нуждаят от операция именно поради аномалиите в анатомията на сърцата си. Осланянето на изводи от общия сърдечен модел би могло напълно да заблуди кардиолозите.


Досега учените разполагаха с единствената опция за изготвяне на печатни модели на сърца, като ръчно посочват границите на получената от ЯМР картина. Но това е процес, който би могъл да отнеме от 8 до 10 часа. Понякога дори се налага похабяването на още един ден за обработка на изображението. А междувременно болните деца лежат в болничните легла в очакване на животоспасяваща операция.


Но след редица изследвания по идея на Паче и Голанд е установено, че резултатите от сегментацията на едва 14 сечения съвпадат на 90% с тези от сегментацията на всичките 200 сечения. Това откритие в комбинация с дигитализацията на алгоритмите води до създаването на 3D моделите на сърца, чието изработване отнема едва час. А процесът по 3D печата – няколко часа, но със сигурност много по-малко от осем.


Нови цели


След това си постижение учените определено не възнамеряват да спрат. Плановете им включват още редица изследвания и опити за подобряване на системата. А през есента, практически опит с десетина пациенти, ще има за цел да покаже дали и доколко нововъведението ще бъде полезно за планиране на кардиологичните операции.


Ситарам Емани, кардиолог в Бостънската детска болница, отбелязва още един позитив на 3D моделите: "Имайки 3D модели улеснява неизмеримо разговорите със семействата, за които анатомията е неясна. Това им предоставя по-добра визуализация и много пациенти и семейства коментираха, че така се чувстват способни да разберат болестта по-добре".

Коментари (10)
  1. Подредба: Сортирай
  1. 1 Профил на hamiltonf
    hamiltonf
    Рейтинг: 4253 Неутрално

    Това вече е мега яко!

    Икономедиа Етичен кодекс на българските медии. 3. РЕДАКЦИОННА НЕЗАВИСИМОСТ 3.1 Няма да се поддаваме на политически или икономически натиск или влияния.
  2. 2 Профил на Ghost
    Ghost
    Рейтинг: 1002 Любопитно

    Прочитайки подобна новина, се сещам за огромната пропаст съществуваща между хората, следващи науката и тези, следващи религиозните догми...

    Форумът е в будна кома...
  3. 3 Профил на 123
    123
    Рейтинг: 479 Неутрално

    После ще почнат и да ги принтират и т.н....

    Kолко българи са нужни, за да завинтят една крушка? Трима. Един, който да я смени и двама, които да спорят колко старата е била по-добра.
  4. 4 Профил на о сандо
    о сандо
    Рейтинг: 479 Весело

    ... и дали не сме (са) на ръба да стартират хирургически робот!

    (дето няма да си забравя принадлежностите в корема на пациента напр.)

    "Каменный век закончился не потому, что закончились камни" Г. Греф
  5. 5 Профил на chicago514
    chicago514
    Рейтинг: 3284 Неутрално

    След течащата вода на Марс,ново велико научно постижение за науката на САЩ.

  6. 6 Профил на tucker case
    tucker case
    Рейтинг: 961 Весело

    точно зарад таз недостатъчна четимост на данните от ямр, преди 15-ина години когато компютрите не беха така бързи и мощни, едни израелци беха измислили сонда представляваща една супер тънка и гъвкава жичка с магнитино топченце на края... спускаха я по кръвоносните съдове до сърцето и там следяха движението и с електромагнитно поле около пациента... и после от данните за посоката на движението, скоростта и ускорението успяваха да генерират 3д модел на вътрешните кухини... отделно от туй данните се използваха и за анализиране на флуидните потоци вътре в стрцето... интересно кво ли е станло с тях... тогаз кандидатстваха за патент и имах късмет да им помагам в изготвянето на апликацията...

    Now what's a few miles between the beauty and the beast...
  7. 7 Профил на Alexander97
    Alexander97
    Рейтинг: 3236 Неутрално

    Това прави разликата!
    Едни се правят на вежливи и се опитват да будалкат света с детински лъжи. Трябват им територии, понеже не им стигат сегашните, придобити пак с войни!
    Други се занимават сега в бъдещето - за човешкото здраве!
    Поета е казал - Два свята, единият е излишен!

  8. 8 Профил на pipon
    pipon
    Рейтинг: 419 Неутрално

    След 2007 г ,почти всички нови ЯМР апрати могат да моделират органи във всякакви проекции Сименс са доста напред в материала , с допълнение на контрастно вещество се получават идеални 1д, 2д,3,д и стереоскопични модели ! Такива апарати има има и в България Подобен е софтуерът за моделиране на кибер ножа на акурей Тук мунчовците от МИТ решили да принтират файловете в 3-д притер , ах недей , големо откритие ,нема що

  9. 9 Профил на Pontif New Dnevnik SUCK
    Pontif New Dnevnik SUCK
    Рейтинг: 2169 Неутрално

    [quote#8:"pipon"]Тук мунчовците от МИТ решили да принтират файловете в 3-д притер , ах недей , големо откритие ,нема що [/quote]
    Тук няма какво да се коментира. Само мога да те назова по име - Пипон.

    California Über Alles
  10. 10 Профил на Alexander97
    Alexander97
    Рейтинг: 3236 Неутрално

    [quote#8:"pipon"]ах недей , големо откритие ,нема що[/quote]

    Нищо не си разбрал!





За да коментирате, е нужно да влезете в профила си или да се регистрирате.
С използването на сайта вие приемате, че използваме „бисквитки" за подобряване на преживяването, персонализиране на съдържанието и рекламите, и анализиране на трафика. Вижте нашата политика за бисквитките и декларацията за поверителност. ОK