operacja fot. Fotolia

Modele 3D z tomografu i rezonansu – sukces polskich naukowców

Wojciech Wojtkowski, programista i informatyk, wraz ze swoim byłym wykładowcą, doktorem inżynierem Henrykiem Olszewskim, opracowali oprogramowanie, które może zrewolucjonizować diagnostykę nowotworową. To jednak nie jedyna jego zaleta!
Marta Słupska / 30.09.2016 08:36
operacja fot. Fotolia

Dzięki pracy polskich naukowców być może już wkrótce będziemy mogli opracowywać modele 3D ze zdjęć z tomografii komputerowej i rezonansu magnetycznego. To rewolucyjne oprogramowanie może pomóc w identyfikowaniu obszarów mało różniących się od otaczającej je tkanki miękkiej – na przykład guzy nowotworowe.

Od choroby dziecka do przełomowego oprogramowania

Jak zwykle w takich przypadkach potrzeba stała się matką wynalazku. Bodźcem do rozpoczęcia prac była choroba 11-miesięcznego Maćka – syna Wojciecha Wojtkowskiego, jednego z twórców nowoczesnego oprogramowania. Chłopiec urodził się ze złożoną wadą serca i tuż po urodzeniu był operowany, jednak zespolenie w postaci rurki, które mu wykonano, by zapewnić ukrwienie i dotlenienie organu, stawało się coraz mniej wydolne z powodu tego, że dziecko cały czas rosło.

By pomóc kardiochirurgom, Wojciech Wojtkowski wraz ze swoim dawnym wykładowcą, doktorem inż. Henrykiem Olszewskim z Instytutu Informatyki Stosowanej im. Krzysztofa Brzeskiego z Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej w Elblągu, opracowali trójwymiarowe modele chorego serca chłopca, a także jego płuc. Są one wykonane w skali 1:1 i pomogą zaplanować etapy operacji Maćka. Dzięki nim mniejsze będzie także ryzyko związane z zabiegiem, a lekarze będą mogli lepiej przewidzieć jego efekty. Punktem wyjścia dla opracowania modeli były zdjęcia DICOM z tomografu komputerowego.

Nikt nie podejmuje się wyodrębnienia tkanek miękkich do modelowania, ponieważ stopnie szarości przedstawiające struktury i kontury tych tkanek na obrazie tomograficznym są mało zróżnicowane. To był największy problem, chodziło o to, by napisać program, który potrafiłby różnicować stopnie szarości w obrazie tomograficznym o niewielkim gradiencie

– powiedział dr inż. Olszewski w rozmowie z PAP.

Oto Braster - nowoczesne urządzenie do samodzielnego badania piersi!

Nowy sposób wykrywania guzów nowotworowych?

Program opracowany przez Polaków określił stopnie szarości przylegających do siebie tkanek i znajdował krawędzie różnych struktur w jednym zdjęciu DICOM. Dzięki temu udało się uzyskać obrys jednej konkretnej tkanki miękkiej (np. serca) w jednej fotografii.  

Istnieje oprogramowanie (system Materialise MIMICS), które łączy liniowo krawędzie struktur, ale jego dzierżawa jest bardzo kosztowna. Wymyśliłem inną metodę – punktową, na wyodrębnione krawędzie nakładana jest przestrzenna siatka punktów, między warstwami punktów interpoluje się jeszcze punkty pośrednie, by w rezultacie otrzymać przestrzenną chmurę punktów, następnie na chmurze buduje się siatkę trójkątów (simpleks-ów) i rozpina się na niej powłokę za pomocą wielomianów sklejanych

– wyjaśnił dr inż. Olszewski.

Stworzony przez Wojtkowskiego i dra inżyniera Olszewskiego model płuc jest tak dokładny, że po jego przekrojeniu widać miąższ płucny oraz rozkład naczyń krwionośnych. Operujący chorego chłopca lekarze będą więc wiedzieli, jak je ciąć, by nie uszkodzić naczyń. Działanie takie jest konieczne, gdyż okazało się, że serce Maćka jest praktycznie wbite w jeden płat płucny i podczas zabiegu kardiochirurdzy będą zmuszeni znaleźć w nim dojście do serca.

Wynalazek polskich naukowców może być pomocny także w wykrywaniu guzów nowotworowych.

Obecnie guzy wykrywa się podczas badania PET (pozytronowa tomografia emisyjna), gdzie do układu naczyniowego wprowadzane są izotopy, które następnie gromadzą się w tkankach nowotworowych i widać je na zdjęciach z tomografów. Dzięki opracowanej metodzie guzy nowotworowe, które na zdjęciach z tomografii mają inną, często zwartą strukturę, będzie można odróżnić od pozostałych zdrowych tkanek miękkich

– powiedział dr inż. Olszewski.

Cara Delevigne rozebrała się w kampanii społecznej, by zwrócić uwagę na nowotwory ginekologiczne

SKOMENTUJ
KOMENTARZE (0)