3D-принтер напечатал сердце: как модель спасла пациентку
Объемная печать помогла хирургам прооперировать девочку с редким пороком аорты, которую при обычной подготовке могли признать слишком сложной для вмешательства. Врачи напечатали точную копию ее сердца, несколько недель изучали ее и выбрали нестандартный доступ. Эта история показывает, как 3D-модели меняют подготовку к операциям.
Содержание
Диагноз, который долго принимали за астму
Девочку по имени Миа много раз госпитализировали с проблемами дыхания. Родители считали, что у дочери астма, и только примерно после десятой госпитализации врачи нашли настоящую причину: порок аорты, главной артерии тела. Аномальный участок сосуда давил на трахею, поэтому ребенку было трудно дышать, глотать и откашливаться при каждой простуде.
Лечение требовало открытой операции на сердце: нужно было закрыть ту часть аорты, которая сдавливает дыхательные пути. Порок сопровождался осложнениями, и хирурги детской больницы Майами понимали, что стандартный план здесь может не сработать.
Модель вместо догадок
Незадолго до этого больница приобрела 3D-принтер, способный печатать копии органов по данным МРТ. Снимки пациента превращаются в цифровую модель, а принтер воспроизводит ее из резиноподобных и пластиковых материалов в натуральную величину.
Руководитель отделения детской кардиохирургии доктор Редмонд Берк несколько недель работал с копией сердца Мии. Он показывал ее коллегам и даже носил в спортивной сумке, чтобы обсудить случай при любой встрече.
Какое решение нашли хирурги
При таком пороке разрез обычно делают слева. Изучив модель, Берк решил заходить справа. По его словам, без копии органа он не был бы так уверен в результате и сделал бы разрез гораздо больше. Это означало бы сильную боль и долгое восстановление. Четкий план, отработанный на модели, сократил операцию примерно на два часа.
Такие же модели команда Берка сделала для 25 детей с врожденными пороками сердца. Многих из них раньше, скорее всего, не взялись бы оперировать. Сам хирург признался, что с моделями органов больше не может назвать ни одного из этих пациентов неоперабельным.
Как 3D-печать используют в медицине
По данным Скотта Райдера из компании Stratasys, которая производит такие принтеры, на момент этой истории они стояли в 75 больницах США и примерно в 200 медицинских учреждениях других стран. До этого 3D-печать 20-25 лет применяли в основном для прототипов хирургических инструментов, а печать копий конкретных органов пациента стала новым направлением.
| Задача | Что дает модель |
|---|---|
| Планирование операции | Хирург заранее видит анатомию и выбирает доступ |
| Репетиция | Можно подобрать инструменты и повторить ход вмешательства несколько раз |
| Обучение студентов | Реальные случаи вместо учебных муляжей |
| Разговор с пациентом | Наглядное объяснение, что и зачем будут делать |
Модели особенно полезны перед удалением опухолей мозга и при сложных пороках сердца. Подробнее о том, как работают разные технологии печати, рассказано в статье 3D-принтер с лазерным селективным спеканием.
Почему технология распространялась медленно
Доктор Джонс, профессор хирургии Гарвардской медицинской школы и руководитель симуляционного центра в Бостоне, изучал мнение хирургов о печатных моделях. Он назвал их большим секретом, о котором почти никто не знает. Часть врачей стеснялась показывать пациенту копию его опухоли и обсуждать проблему так наглядно.
Решающим аргументом стала цена. Принтер с программным обеспечением обходился примерно в 100 тысяч долларов, в разы дешевле аппарата МРТ, и стоимость продолжала падать. С тех пор печать анатомических моделей стала обычной практикой во многих крупных клиниках. Следующей целью ученые называют биопечать живыми клетками вместо пластика, чтобы когда-нибудь получать ткани и органы для пересадки. Отдельные ткани уже печатают в лабораториях, но полноценный орган для трансплантации пока остается задачей будущего.
Чем модель помогла семье
Копия сердца пригодилась не только хирургам. Родители, увидев ее, лучше поняли, что будет происходить во время операции, и смогли объяснить это дочери. Миа привыкла к уколам и капельницам, но рассказать ребенку о предстоящей операции и боли намного сложнее. Модель помогла девочке успокоиться.
Через четыре месяца после операции Миа почти не вспоминала о ней и о шраме. Несколько легких простуд обошлись без больницы, а уже через месяц после вмешательства она выступала на танцевальном концерте.
