Мастерство хирурга и 3D-печать: как в Беларуси усовершенствовали оперирование редкого смертельного порока сердца
Команда хирургов встречает нас в одной из ординаторских республиканского научно-практического центра «Кардиология». Специалисты нашли способ усовершенствовать сложную операцию по устранению порока сердца, неизбежно приводящего к смерти даже молодых людей. Специально для этого врачам понадобилось распечатать на 3D-принтере первую в Беларуси модель сердца в масштабе 1:1.
— Гипертрофическая кардиомиопатия. Коварство этого заболевания в том, что оно поражает молодых и трудоспособных людей. Пациенты при этом испытывают дефицит кислорода: у них появляется одышка и головокружение, возможна потеря сознания. Все это из-за малого сердечного выброса крови. Зачастую первым и единственным проявлением этого заболевания является внезапная сердечная смерть, — начинает свой рассказ кардиохирург Владимир Андрущук из лаборатории хирургии сердца под управлением академика Ю. П. Островского.
Не диагностированное вовремя заболевание стало причиной внезапной смерти известных футболистов прямо во время матча — Антонио Пуэрта из «Севильи» и Миклоша Фехера из «Бенфики». Здоровый молодой человек, который только что гонял по полю мяч и спорил с судьей, падает как подкошенный.
— Это генетическое заболевание, до конца пока не изучено. Возникает точно не от курения, — отмечает коллега, кардиохирург Виталий Одинцов.
— Идея проводить операции с применением 3D-печати появилась осенью 2016 года. Где-то в интернете я увидел маленькую резиновую модель сердца. На тот момент проблема иссечения миокарда (сердечной мышцы) не выходила у меня из головы. И немного подумав, я решил усовершенствовать методику проведения операции. Сидящий скромненько человек — Аня Модель, она подготовила первую модель для 3D-печати, — Владимир указывает на девушку и улыбается игре слов.
Виталий Одинцов рассказывает про болезнь подробнее:
— Из-за неравномерного утолщения стенок сердца уменьшаются его внутренние полости, что снижает наполнение камер сердца — уменьшается адекватный сердечный выброс крови в аорту. В норме же от сердца в аорту кровь должна уходить беспрепятственным потоком. Из-за гипертрофии струя крови сталкивается с препятствием. Формируется турбулентный поток, который подхватывает створки митрального клапана и он перестает закрываться. Так добавляется еще и митральная недостаточность сердечного клапана.
Утолщение стенок нужно оперировать. Но при проведении операции хирурги сталкиваются с серьезными сложностями по определению объема мышечной ткани стенки, который подвергают резекции, а простыми словами — вырезанию. Удалишь меньше, чем надо — и сердце продолжит работать не на полную мощность. Удалишь больше — пробьешь отверстие между камерами сердца. Отсечь сердечную мышцу нужно на протяжении и в условиях ограниченной видимости. Единственная возможность провести операцию — через выходной тракт (где кровь из сердца переходит в аорту), а он значительно сужен при этом заболевании.
Имеющиеся методы исследования и даже компьютерная томография не способны наглядно показать специалисту объем участка сердечной мышцы, который нужно удалить. Поэтому хирурги решили распечатывать сердце и на его разрезе в масштабе 1:1 определять оптимальный объем урезания перегородки. Ведь анатомия гипертрофии у каждого пациента индивидуальна.
— Первая операция состоялась 27 января 2017 года и повысила эффективность нашей работы радикальным образом. И сейчас для нас гораздо сложнее проводить операции без модели. Мы, конечно, оперировали без этого и будем оперировать. Но хирургу теперь хочется иметь при себе дополнительную наглядность, — отмечает Владимир Андрущук.
— Мы ставили целью увеличение объема сердечной мышцы, который нужно вырезать, чтобы убрать обструкцию и более радикально увеличить полость сердца. Чем больше мы иссечем гипертрофированной перегородки, тем выше шанс, что клапан сам по себе начнет закрываться нормально и не придется выполнять его протезирование.
Это очень важно, потому что проведенные операции ранее сопровождались неоправданно частым протезированием митрального клапана. Когда мы иссекали мало ткани, недостаточность митрального клапана могла сохраняться.
Последние десять операций с большим объемом резекции проводились без протезирования митрального клапана. Такие операции дают пациенту лучшее качество жизни, потому что в дальнейшем ему не нужно принимать препараты, разжижающие кровь (к примеру, варфарин).
— До этого мы часто удаляли меньший участок сердца, потому что боялись повредить стенку между желудочками. 3D-моделирование изменило понимание резекции. Если раньше мы не делали ее так глубоко, то теперь, имея представление о пространстве, мы можем углубляться внутрь. Средний объем резекции сердечной мышцы ранее составлял около 5,5 грамма. Те операции, которые мы сделали с использованием 3D-печати, отличались максимальным объемом резекции за всю историю центра — 12,5 и 13 грамм.
Владимир Андрущук показывает высокоточную резиновую 3D-модель сердца: она позволяет наглядно спланировать операцию и определить максимальный объем сердечной ткани, который можно удалить без прорыва стенки. C этим резиновым сердцем можно провести тренировочную операцию. Оно симулирует реальный орган с такой же плотностью тканей, которая может меняться в зависимости от толщины стенок.
— Из-за стоимости резиновой модели мы не можем себе это позволить на регулярном базисе. Она стоит достаточно дорого, так что мы еще делаем и модели из пластмассы. Даже на практике хирург лучше понимает объем участка под операцию. В процессе мы укладываем вырезанную сердечную ткань в ложбинку, точно повторяющую смоделированный объем резекции. Участки укладываются в том порядке, в котором мы их вырезаем, и согласно смоделированной форме. Это аккуратный, тщательный процесс, который позволяет удалить оптимальный объем сердечной ткани. Другими словами, под рукой у нас шаблон, незаменимый ориентир, по которому мы контролируем объем и форму резецированного материала. Такое вот сочетание неживого и живого. Результат проверяется уже непосредственно в операционной — врачи функциональной диагностики по завершении основного этапа операции проводят УЗИ сердца.
Владимир отмечает, что выпиливал необходимый участок из первой пластиковой модели ножовкой, но на данный момент в центре пришли к возможности проводить первоначальную операцию на компьютере и затем распечатывать результат на 3D-принтере. По словам врача, работа с 3D-моделью изменила его представление об интероперационной тактике самого вмешательства.
— Мне, конечно, теперь сложнее работать без модели. Но уже появились другие ориентиры, и это позволяет лучше понимать объем резекции при любых операциях, — подчеркивает специалист.
Сейчас с моделированием и распечатыванием моделей сердца помогает компания, специализирующаяся на оказании услуг и продаже профессиональных 3D-принтеров. Но о покупке такого устройства для собственных нужд в РНПЦ «Кардиология» уже задумываются.
— Очень приятно, что наше оборудование помогает спасать жизни людей. Нам важно, чтобы и другие специалисты узнали, что к нам можно обращаться за бесплатной помощью, — говорит руководитель направления 3D в ООО «Гетц Трейд» Евгений Лясота.
Особенно большие перспективы использования 3D-печати врачи видят в детской хирургии. По словам специалистов, в США 80—90% операций в этой области происходит в первые месяцы после рождения. У детей могут быть врожденные пороки с непредсказуемой анатомией. Там действительно важно отработать весь план операции на 3D-модели. Изготовление сердца ребенка в десятки раз дешевле изготовления сердца взрослого, и дополнительные траты в $100, даже если они лягут на плечи родителей, — ничто в сравнении со спасенной жизнью.
— Я подключил к работе студентов БГМУ. Особенно мне помог Артем Невыглас, — рассказывает Владимир Андрущук. — Он руководитель научного студенческого кружка, хорошо владеет компьютером и помогает нам создавать 3D-модели. Сам процесс построения точной модели сердца очень длительный, но благодаря Артему мы смогли сократить его с недели до пяти часов.
К концу марта в РНПЦ «Кардиология» прооперируют уже 8 человек с этой болезнью. После хирургического вмешательства требуется около 10 дней пребывания в стационаре и 18 дней — в реабилитационной клинике. Через 3 месяца возвращается трудоспособность — пациенты могут заниматься работой, которую не могли выполнять по причине заболевания.
— Наши последние пациенты, к примеру, были водителями. Один из них управляет общественным транспортом. Разумеется, для водителей такое заболевание особенно опасно — они не имели права работать. Ведь внезапная смерть за рулем может привести к гибели других людей.
Операция, которая длится от 5 до 7 часов, относится к категории физически сложных, и тут важен в том числе фактор хирурга. В РНПЦ «Кардиология» ее выполняют всего 4—5 специалистов на всю Беларусь. В некоторых медцентрах Украины врачи вообще отказываются браться за такое.
— Пациенты осматриваются через 3 месяца после операции и затем каждый год на протяжении 5 лет. Мы делаем контрольное УЗИ сердца, качество жизни оценивается посредством специальных международных опросных листов. Наши исследования показывают, что при хорошо выполненной операции качество жизни достоверно улучшается, — отмечает Владимир Андрущук.
Сейчас такие вмешательства требуют интердисциплинарного взаимодействия: студенты помогают с моделированием, дилер 3D-принтеров Stratasys обеспечивает безвозмездную печать моделей, задействованы рентгенологи и хирурги, врачи функциональной диагностики. Операции по лечению гипертрофической кардиомиопатии в центре начались в 2007 году, и на сегодня уже прооперировано 105 пациентов. Это считается большой практикой даже в мировом масштабе. Под наблюдением специалистов находится около 400 белорусов с этим редким диагнозом, есть спрос на проведение операций и среди жителей соседних стран.
Благодарим за помощь в подготовке материала РНПЦ «Кардиология»
и представителя 3D-принтеров Stratasys ООО «Гетц Трейд»
Тонометры в каталоге Onliner.by
Читайте также:
- Поставь доктору оценку. Белорусский стартап запустил сервис записи к врачам
- Генетический скальпель. Когда ученые создадут суперлюдей?
Перепечатка текста и фотографий Onliner.by запрещена без разрешения редакции. nak@onliner.by
