TLEMsafe
TLEMsafe – Poprawa bezpieczeństwa i przewidywalności złożonych operacji mięśniowoszkieletowych z wykorzystaniem spersonalizowanego systemu nawigacji chirurgicznej
Proces starzenia się społeczeństw skutkuje wysoką i stale rosnąca liczbą przypadków chorób układu mięśniowo-szkieletowego oraz operacji wymiany poluzowanych/uszkodzonych implantów. Te skomplikowane i wysoce inwazyjne operacje cechują się wysokim ryzykiem, niepewnością wyniku oraz wysokim odsetkiem komplikacji. Techniki teleinformatyczne (ICT) często wspomagają lekarzy w planowaniu operacji oraz ich przeprowadzeniu. Często wykorzystują pewnego rodzaju dane medyczne – zazwyczaj rentgenowską tomografię komputerową (CT) lub obrazowanie metoda rezonansu magnetycznego (MRI). Rzadko, jednakże, wykorzystują informacje pozyskane przy użyciu wielu (więcej niż dwóch) modalności.
Celem projektu TLEMsafe było stworzenie spersonalizowanego system nawigacji chirurgicznej bazującego na innowacyjnych narzędziach ICT do szkolenia, planowania oraz przeprowadzania skomplikowanych operacji chirurgicznych kończyn dolnych. W ramach projektu opracowane zostały metody mające na celu wsparcie lekarzy w bezpiecznym osiągnięciu takiego wyniku czynnościowego operacji, który byłby optymalny dla pacjenta. Opracowany system może być również użyty w szkoleniu studentów chirurgii.
Obszerny zbiór danych obiektywnie opisujących układ mięśniowo-szkieletowy konkretnego pacjenta jest tworzony w celu uzyskania jak najbardziej wszechstronnego modelu opisującego pacjenta. W procesie personalizowania modelu ogólnego stosowane są różnorodne nowoczesne techniki obrazowania medycznego 3D (statyczne) oraz 4D (3D+czas, dynamiczne), co pozwala na możliwie najwierniejsze określenie kondycji biomechanicznej pacjenta.
Procedura planowania operacji przeprowadzana jest przy użyciu opracowanego w Zakładzie Technik Rzeczywistości Wirtualnej PW systemu SPE3D (Surgery Planning Environment 3D, wym. speed). Jest on wykorzystywany do wprowadzania zmian w spersonalizowanym modelu mięśniowo-szkieletowym pacjenta zgodnie ze scenariuszem (lub scenariuszami) operacji zaplanowanym przez operatora (chirurga lub studenta odbywającego szkolenie). Kluczowym aspektem aplikacji SPE3D jest dostęp operatora do multimodalnego modelu 3D, który może być modyfikowany zgodnie z wymaganiami klinicznymi. Działania operatora skutkują zmianami wartości parametrów modelu. Zmodyfikowane modele parametryczne są analizowane przy użyciu narzędzia implementującego moduł biomechaniczny, który pozwala na oszacowanie efektów czynnościowych spowodowanych przez wprowadzone zmiany. W ten sposób można oszacować przewidywany wynik czynnościowy dla każdego analizowanego scenariusza operacji dla konkretnego pacjenta. Optymalny plan może zostać wprowadzony w życie dzięki integracji systemu SPE3D z systemem nawigacji operacyjnej.
