Ученые создали «цифровую шею» для планирования операций на щитовидной железе

На основе данных компьютерной и магнитно-резонансной томографии российские ученые создали цифровую модель человеческой шеи. Модель позволит планировать операции, а также изучать их последствия. Статья опубликована в журнале Annals of Anatomy.

Традиционно понимание строения и функционирования тела человека строится на изучении трупных материалов. Однако сегодня цифровизация и развитие технологий визуализации открывает для ученых перспективы использования искусственных моделей, которые несут в себе больший объем информации.

С точки зрения биомеханики шея — одна из наиболее сложных частей человеческого организма. Она крайне компактна, обладает большой подвижностью и выполняет множество жизненно важных функций. Несмотря на значительный прогресс в изучении биомеханики шеи при помощи цифровых моделей, остаются открытыми вопросы их точности и корректности. Ученые из СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и институтов РАН задались целью воспроизвести биомеханику шеи в нормальном и послеоперационном состояниях с использованием метода конечных элементов, чтобы прогнозировать последствия различных операций.

На основе данных компьютерной и магнитно-резонансной томографии ученые сгенерировали компьютерную модель, которая содержала более 80 анатомических структур шеи, включая опорно-двигательный аппарат, органы и фасции. Сегментация данных проводилась совместно с экспертами в области медицинской визуализации и топографической анатомии. Антропоморфность достигалась с помощью технологий обратного проектирования. Для наглядности и удобства цифровая модель имеет визуальный интерфейс. Теперь ученые работают над повышением точности модели.

«Наша модель показала довольно хорошую точность — 81,3% совпадения с результатами, полученными при операции на трупном материале. С ее помощью мы можем количественно оценить эффективность той или иной операции на щитовидной железе, можем понять, какие существуют риски для возникновения дефектов при хирургическом вмешательстве. А также какова вероятность рецидивов», — рассказывает соавтор исследования Евгений Пустозеров.