3 / 13
Биомеханическое моделирование индивидуализированных имплантируемых изделий…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 2·2017 3
Вместе с тем полученная с помощью компьютерной томографии
пространственная растровая модель не может быть непосредственно
использована для проведения численного анализа. Необходимо пре-
образовать растровое изображение в так называемую трехмерную
твердотельную модель, состоящую из геометрических примитивов,
точек, линий, поверхностей и объемов [3].
В настоящее время зарубежными разработчиками создан ряд
прикладных программ: Mimics (Materialise, Бельгия), Amira (Visage
Imaging, США) и др., которые позволяют перейти от срезов к трех-
мерным объектам с возможностью структурного анализа системы в
зависимости от плотности тканевой структуры [4]. Так, программа
Mimics позволяет проводить виртуальные хирургические операции.
Врачу дается возможность посмотреть трехмерную модель, отрезать
часть поврежденной кости, поместить имплантат, закрепить его вин-
тами, пластинами, проверить толщину костей до и после операции,
создать индивидуальные пластины и имплантаты и распечатать ана-
томические модели на 3D-принтере. Программа предназначена для
моделирования хирургических операций на лице, коленном суставе,
позвоночнике, сердце, на костях таза и других органах. Однако, не-
смотря на универсальность, программа ориентирована на пользова-
телей-инженеров, а не врачей. Кроме того, Mimics имеет высокую
стоимость, компания-разработчик не предоставляет полную техничес-
кую поддержку программы в России.
Другим примером программы класса CAS является TraumaCAD 2.4
(Brainlab, Германия) — приложение для хирурга-ортопеда, предо-
ставляющее набор виртуальных инструментов для предоперацион-
ного планирования, подбора протезов, визуализации и моделирова-
ния лечения (рис. 1).
Система позволяет врачу быстро и точно оценить анатомические
размеры и размеры имплантатов, провести виртуальное планирова-
ние операции, оценить постоперационное состояние пациента. В до-
полнение, TraumaCAD 2.4 имеет модули для детской хирургии, хи-
рургии позвоночника, стопы и голеностопного сустава.
Основным недостатком программы является отсутствие под-
держки трехмерных изображений (вместо этого предлагается рабо-
тать с плоской рентгенограммой), что лишает врача возможности
наглядно оценить расположение и форму анатомических объектов,
а также усложняет виртуальную примерку имплантатов.
Существенным недостатком для российского здравоохранения
является тот факт, что программа позволяет работать только с фик-
сированным перечнем имплантатов западных фирм, а возможность
добавления изделий других производителей (например, из России) не
предусмотрена.