Ученые Пермского Политеха впервые построили компьютерную 3D-модель голени на основе КТ-снимков реальных пациентов. Модель включает все артерии с ответвлениями, вены и нервы, а поверх нее нанесены зоны — безопасные, нежелательные и запретные. Виртуальная копия аппарата Илизарова «вмонтирована» в эту модель, что позволяет менять положение спиц и оценивать их близость к сосудам. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе университета.
© Газета.Ru
Переломы голени — одна из самых тяжелых и распространенных травм: их причиной служат ДТП, производственные аварии и природные катастрофы. При обширных повреждениях хирурги применяют аппараты наружной фиксации — металлические конструкции, крепящиеся к кости через мягкие ткани с помощью спиц. Самый известный из них — аппарат Илизарова: он обеспечивает сверхжесткую фиксацию костных отломков при минимальной травме тканей. Голень, однако, анатомически сложна: три главные артерии пролегают вплотную к костям, и отклонение спицы на несколько миллиметров грозит сосудистыми осложнениями — от острого кровотечения до гангрены и ампутации.
Сейчас хирурги ориентируются на стандартные медицинские атласы с усредненными безопасными и запретными зонами. Но индивидуальная анатомия пациента ими не учитывается, а количественно оценить снижение кровотока при неверной установке фиксатора было невозможно. Проблемы с кровоснабжением нередко проявляются через сутки после операции — когда процесс уже необратим.
«Чтобы проверить, к чему приведет установка фиксатора в нежелательной зоне, мы запустили компьютерное моделирование кровотока. Особое внимание уделили ситуации, когда аппарат оказывается в неположенном месте и сдавливает артерию, сужая её на 50%», — объяснила Марина Шмурак, доцент кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНИПУ, кандидат физико-математических наук.
Моделирование показало: даже такое частичное сдавление снижает скорость кровотока на 30–40% — достаточно для тяжелого кислородного голодания тканей, а при длительном сохранении — для необратимого некроза мышц.
«Помимо этого, мы смогли точно определить, какие именно сосуды становятся самыми уязвимыми для разных участков голени», — рассказал Леонид Бионышев-Абрамов, аспирант кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНИПУ.
На основе этих данных ученые создали алгоритм: хирург вводит КТ-снимки пациента, указывает локализацию перелома и тип аппарата — и система автоматически рассчитывает безопасные зоны для введения спиц в конкретном случае.
