Новгородская компания освоила выпуск максимально точных 3D-моделей костей человеческого скелета
Офис новгородской компании «Анатомическое проектирование» может показаться странным. Как минимум — необычным. Помимо компьютеров и телефонов, на рабочих столах можно увидеть копии человеческого черепа в натуральную величину. Здесь они — привычное явление: новгородцы занимаются созданием анатомических 3D-моделей.
Началось всё около трёх лет назад, в разгар пандемии коронавируса. Во время карантина у новгородского предпринимателя, ныне генерального директора компании «Анатомическое проектирование» Алексея БЕКМАНСУРОВА появилось больше свободного времени, которое он посвящал хобби — созданию миниатюр на 3D-принтере.
С хирургической точностью
Увлечение стало стартом для бизнес-идеи — с помощью такой техники можно изготавливать копии костей человеческого скелета. Они очень востребованы в медицинских вузах как учебные пособия, да и вообще в медицине — пластической хирургии, косметологии, нейрохирургии, создании имплантатов. Однако максимально точных, детализированных моделей, повторяющих скрытые от глаза тончайшие каналы, пустоты, уникальный рельеф человеческой кости — всё то, что высоко ценят профессиональные врачи, — у российских студентов-медиков очень мало.
Реализация бизнес-проекта в столь сложной области не могла обойтись без участия медика — за разработку анатомических моделей взялась опытный клинический анатом Татьяна Овчаренко. Она представитель довольно редкого, но очень востребованного медицинского направления. Практикумы для докторов с её участием проходят по всей стране и включают такие направления, как травматология, неврология, кардиология, гинекология, пластическая хирургия и косметология.
Медицина развивается, сложность хирургических операций растёт, и требования к учёту индивидуальных особенностей человеческого организма не просто новое веяние, это — новый стандарт. Сегодня, например, популярен лапароскопический метод, предполагающий малоинвазивное хирургическое вмешательство — с помощью проколов, без надреза. Врачи наблюдают за ходом операции с помощью внедрённой в тело пациента видеокамеры, и внутри «поле их деятельности» выглядит иначе, чем при классическом разрезе.
Соответственно, меняется и обучение будущих медиков. Их учебные пособия, среди которых и копии натурального биоматериала, настоящих костей человеческого скелета, должны выглядеть максимально точно.
— Между тем на кафедрах ощущается острая нехватка биологического материала. Этот вопрос, в частности, поднимается сегодня и на федеральном уровне, — говорит Алексей Бекмансуров. — Уже практикующие врачи в процессе освоения новых методик сталкиваются с тем, что современное разнообразие малоинвазивных вмешательств не может опираться на классические ракурсы иллюстраций в анатомических атласах. Поэтому новый подход к обучению с современными анатомическими моделями имеет огромное преимущество перед устаревшими штампованными «типовыми» костями и позволяет готовить высококвалифицированных медицинских специалистов с упором на правильное понимание вариабельной анатомии, с учётом пола и возрастных изменений. Плюс этих моделей и в большей прочности, а значит — увеличении сроков эксплуатации.
В 2022 году компания «Анатомическое проектирование» стала резидентом ИНТЦ «Интеллектуальная электроника — Валдай». Это не только место для научной коллаборации, но и площадка, где можно пользоваться различными налоговыми льготами.
От опытов к практике
Компания «Анатомическое проектирование» была официально зарегистрирована в 2022-м, а два предыдущих года новгородцы провели в опытах по созданию пробных образцов анатомических моделей. Основой для них стали обезличенные результаты томографического сканирования настоящих костей человеческого скелета, которые медики используют для научной работы.
Однако даже они не позволяют воспроизвести точную копию, например, черепа. Толщина некоторых костей в нём не больше бумажного листа, и томограф такие структуры не всегда «видит»: на снимке на их месте — только пустота. В этом случае в помощь создателям 3D-моделей идут данные из анатомических атласов и личный опыт врачей по работе с биоматериалом.
— Мы не первые на рынке производства анатомических 3D-моделей. И наверняка не последние, — говорит Алексей Бекмансуров. — Но благодаря тому, что мы опираемся на реальный опыт работы с биоматериалом и постоянное взаимодействие с врачебным сообществом, наши модели практичнее, чем 90% того, что встречается в анатомических классах.
Постепенно технологию удалось отладить. На создание одной 3D-модели уходит около двух месяцев, и большая часть работы происходит не на принтере, а на компьютере. Над электронной копией трудится 3D-моделист-скульптор.
Задача такого специалиста — вместе с анатомом воспроизвести структуры, которые были утеряны в процессе работы томографа: восстановить тонкие костные ткани, выступы и рельеф, вплоть до щербинок на поверхности.
Только после окончания этого этапа данные отправляют технологу на пробную печать. Однако и получившееся на выходе изделие готовым не назовёшь — его нужно дополнительно проверить, доработать и только потом пустить в небольшую серию. Процесс по-прежнему требует немало ручного труда.
Всё прозрачно
Сейчас «Анатомическое проектирование» выпускает около 20 видов моделей. Их поставляют в медицинские вузы Москвы и практикующим врачам в России и за рубежом. В скором будущем продукция компании появится и в Новгородском университете. Именно по запросу вуза была изготовлена уникальная модель человеческого черепа из прозрачного полимера, позволяющая рассмотреть естественные пустоты и тончайшие каналы во всех подробностях.
Есть в линейке моделей и особые образцы с маркерным покрытием, на которых можно рисовать. Это пригодится преподавателю в вузе, чтобы показать студентам нужную область на черепе, или пластическому хирургу, который максимально наглядно объяснит пациенту задачи операции.
По словам Алексея Бекмансурова, одно из перспективных направлений новгородской компании — изготовление предоперационных моделей и моделирование индивидуальных имплантатов. Это позволяет вполовину сократить время пребывания пациента под наркозом и существенно повышает скорость восстановления после операции.
А пока специалисты помогают новгородским студентам готовиться к участию в Чемпионате высоких технологий в компетенции «Изготовление индивидуальных имплантатов». Он пройдёт в Великом Новгороде в сентябре.
3D-печать, для которой используют полимеры и композиты, — наиболее удобный способ создания анатомических моделей. Она позволяет сделать их максимально точными на основе объёмного электронного изображения, повторив сложные по форме пустоты, тонкие нервные каналы внутри костей, неповторимый рельеф.
