Исследователи СПбПУ применили инструменты компьютерного инжиниринга в челюстно-лицевой хирургии

Исследователи Санкт-Петербургского политехнического университета применили инструменты компьютерного инжиниринга в челюстно-лицевой хирургии. Их разработка поможет хирургам эффективнее планировать и проводить операции по расширению верхней челюсти пациентов.

Сужение верхней челюсти может быть врожденным или приобретенным. Оно существенно ухудшает качество жизни людей. Кроме повышения стирания зубной эмали, воспаления пародонта, болей в височно-нижнечелюстных суставах, у пациентов могут возникать и общесоматические заболевания. Об этом рассказали в аппарате вице-губернатора В.Н. Княгинина. 

При разнообразии аппаратно-хирургических способов расширения верхней челюсти, многие пациенты отказываются от нужного лечения, так как эти процедуры могут быть травматичны.

Для решения проблемы специалисты Инжинирингового центра CompMechLab петербургского Политеха разработали более современные методы расширения верхней челюсти. Это значит, что сначала выполняется хирургическое ослабление поверхности ее костей и небного шва, а потом на небо фиксируется индивидуально изготовленный аппарат-дистрактор. Он «раздвигает» левую и правую половины челюсти в стороны. 

В результате получается расширить верхнюю челюсть с минимальным хирургическим вмешательством.

«На основе данных компьютерной томографии одного из пациентов нами была построена геометрическая модель его черепа. Затем мы добавили в модель аппарат-дистрактор для расширения верхней челюсти и произвели все необходимые пропилы в костях в соответствии с методикой выполнения операции. В ходе расчета аппарат был расширен на величину ежедневного шага расширения. При анализе результатов нам удалось зафиксировать определенные зависимости между параметрами вмешательства и их эффектом. В перспективе это может позволить избежать возможных осложнений», — рассказал руководитель направления «Прикладные исследования и разработки», ведущий инженер Центра Михаил Жмайло.

Отмечается, что при выполнении расчетов специалисты центра задействовали собственную цифровую платформу по разработке и применению цифровых двойников CML-Benchтм.

«Каждый пациент имеет уникальное анатомическое строение челюстей, дистракторы изготавливаются индивидуально, а объем операции обычно выбирается исходя из опыта и индивидуальных предпочтений хирурга. С момента, когда мы начали сотрудничать с Инжиниринговым центром СПбПУ, был снят вопрос субъективного подхода к планированию подобных операций.

Компьютерный инжиниринг позволил нам в мельчайших деталях проработать несколько вариантов операций и выбрать наиболее эффективный формат на предоперационном этапе. С точки зрения врача-клинициста, подобные виртуальные операции ярко демонстрируют главный принцип медицины: «Не навреди!», — подчеркнула доцент кафедры стоматологии хирургической и челюстно-лицевой хирургии Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. академика И.П. Павлова Наталия Пахомова.

Вице-губернатор Владимир Княгинин также отметил большие перспективы компьютерного инжиниринга в решении важных задач научно-технологического развития и достижении импортонезависимости. 

«Созданная учеными Политехнического университета цифровая платформа по разработке и применению цифровых двойников открывает самый широкий спектр возможностей не только в промышленном производстве и IT-направлениях, но и других сферах деятельности, включая высокие медицинские технологии. Ее применение во многом способствует успешному достижению целей национального проекта «Наука и университеты» и решению поставленных президентом России задач в рамках проведения в нашей стране Десятилетия науки и технологий», — сообщил вице-губернатор.

Владимир Княгинин рассказал о большой заинтересованности Правительства Санкт-Петербурга в развитии инновационной деятельности научно-исследовательских и образовательных организаций города, а также отметил готовность и дальше оказывать нужную поддержку в этом направлении.

Фото: pexels.com