Cercetatorii de la Universitatea din Luxemburg, in colaborare cu Universitatea din Strasbourg, au dezvoltat o metoda computationala care ar putea fi utilizata pentru a ghida chirurgii in timpul operatiilor pe creier.
Chirurgii actioneaza adesea avand o vedere limitata asupra suprafetei organului si, de obicei, nu vad ce se ascunde in interior. In mod obisnuit, imagini de calitate pot fi obtinute inainte de interventia chirurgicala, insa imediat dupa inceperea acesteia tinta chirurgului si zonele riscante pe care el trebuie sa le evite isi schimba pozitia continuu.
Acest lucru ii obliga pe practicieni sa se bazeze doar pe experienta lor in manuirea instrumentelor chirurgicale, in cazuri delicate cum ar fi de exemplu eliminarea unei tumori fara a distruge tesutul sanatos.
Creierul este impartit in subvolume, similar blocurilor Lego
Stephane Bordas (foto), profesor de mecanica computationala la Facultatea de Stiinta, Tehnologie si Comunicatii a Universitatii din Luxemburg, si echipa sa au dezvoltat metode pentru pregatirea chirurgilor, ajutandu-i sa repete astfel de operatii complexe si indrumandu-i in timpul interventiilor chirurgicale. Pentru acest lucru, echipa dezvolta modele matematice si algoritmi numerici pentru a anticipa deformarea organului in timpul interventiei chirurgicale si pentru a oferi informatii despre pozitia curenta a tintelor si a zonelor vulnerabile. Cu astfel de instrumente, practicianul ar putea repeta o anumita operatie pentru a anticipa eventualele complicatii.
Deoarece creierul este un material compozit, alcatuit din materie cenusie, materie alba si fluide, cercetatorii folosesc date din imagistica medicala, cum ar fi RMN, pentru a descompune creierul in subvolume, similar blocurilor Lego. Culoarea fiecarui bloc Lego depinde de materialul pe care il reprezinta: alb, gri sau fluid. Acest “creier Lego digital” cu coduri de culoare este compus din mii de astfel de blocuri de interactiune si deformare, care sunt utilizate pentru a calcula deformarea organului sub actiunea chirurgului. Cu cat mai multe blocuri folosesc cercetatorii pentru modelarea creierului, cu atat este mai exacta simularea. Cu toate acestea, ea devine mai lenta, deoarece necesita mai multa putere de calcul. Pentru utilizator este deci important sa gaseasca un echilibru corect intre precizie si viteza, atunci cand decide cat de multe blocuri sa foloseasca.
Raport bun intre acuratetea simularii si timpul de calcul
Aspectul crucial al activitatii lui Bordas este acela ca permite pentru prima data sa controleze atat acuratetea, cat si timpul de calcul al simularilor. “Am dezvoltat o metoda care poate economisi timp si bani pentru utilizator, spunandu-le dimensiunea minima pe care aceste blocuri Lego ar trebui sa o aiba pentru a garanta un anumit nivel de precizie. De exemplu, putem spune cu certitudine: daca poti accepta o eroare de zece procente, atunci blocurile Lego ar trebui sa fie de maximum 1 mm, daca esti in regula cu douazeci la suta, poti folosi elemente de 5 mm”, explica el. “Metoda are doua avantaje: aveti o estimare a calitatii si puteti concentra efortul de calcul doar asupra domeniilor in care este nevoie, economisind astfel timp pretios de calcul”.
De-a lungul timpului, scopul cercetatorilor este acela de a oferi medicilor o solutie care sa poata fi utilizata in timpul operatiilor, actualizand in mod constant modelul de simulare in timp real cu datele de la pacient. Dar, conform lui Bordas, va dura ceva timp inainte sa se realizeze acest lucru. “Inca mai trebuie sa dezvoltam metode robuste pentru a estima comportamentul mecanic al fiecarui bloc Lego reprezentand creierul. De asemenea, trebuie sa dezvoltam o platforma usor de utilizat, pe care chirurgii sa o poata testa si sa ne spuna daca echipamentul nostru este de ajutor”, a spus el.
Concluziile cercetarilor au fost publicate in IEEE Transactions on Biomedical Engineering. (articol tradus de pe site-ul medica-tradefair.com)
INTRAMED SRL importa si comercializeaza o gama completa de instrumente chirurgicale purtand marca GEOMED®.