26.03.2022 10:46
Новости.
Просмотров всего: 4758; сегодня: 1.

Ученые ЛЭТИ разработали цифровой двойник шеи

Модель также позволит изучить последствия операций, в частности, то, как хирургическое вмешательство может глобально повлиять на биомеханику шеи пациента.

Традиционно понимание строения и функционирования тела человека строится на изучении трупных материалов. Однако уже сегодня цифровизация и развитие технологий визуализации открывает для ученых перспективы по переходу от  материальных объектов к искусственным цифровым моделям, которые несут в себе больший объем информации.

 С точки зрения биомеханики шея – одна из наиболее сложных частей человеческого организма. Она крайне компактна, обладает большой подвижностью и выполняет множество жизненно важных функций. Несмотря на значительный прогресс в изучении  биомеханики шеи при помощи цифровых моделей, остаются открытыми вопросы их точности и корректности (валидации).

“ Цель нашего исследования - с помощью этой разработки воспроизвести  биомеханику шеи в нормальном и послеоперационном состояниях с использованием метода конечных элементов, чтобы прогнозировать последствия различных операций. Мы создали виртуальную антропоморфную модель шеи человека, и, в настоящее время, исследуем ее биомеханику после различных вариантов удаления щитовидной железы.”, - рассказывает один из авторов проекта, биомедицинский инженер СПбГЭТУ “ЛЭТИ” Артур Овсепьян.

В состав исследовательской группы вошли ученые Научного центра мирового уровня (НЦМУ) Павловский центр «Интегративная физиология – медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям стрессоустойчивости», который был создан в 2020 году по нацпроекту «Наука и университеты». В состав НЦМУ входят СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и три учреждения РАН – Институт физиологии им. И.П. Павлова, Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова и Институт медико-биологических проблем.

Из данных компьютерной и магнитно-резонансной томографии учеными  была сгенерирована компьютерная модель, которая содержит более 80 анатомических структур шеи, включая опорно-двигательный аппарат, органы и фасции шеи. Сегментация данных проводилась совместно с опытными экспертами в области медицинской визуализации и топографической анатомии. Антропоморфность достигалась с помощью технологий обратного проектирования.

Разработка была создана с помощью программного обеспечения SolidWorks, HyperMesh. Моделирование материалов и анализ методом конечных элементов выполнялись с использованием программного обеспечения Abaqus CAE. Для наглядности и удобства цифровая модель имеет визуальный интерфейс. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Annals of Anatomy. 

“Наша модель показала довольно хорошую точность – 81,3% совпадения с результатами, полученными при операции на трупном материале. С ее помощью мы можем количественно оценить эффективность той или иной операции на щитовидной железе, можем понять, какие существуют риски для возникновения дефектов при хирургическом вмешательстве. А также какова вероятность рецидивов”, - рассказывает старший научный сотрудник НМИЦ им. В.А. Алмазова, ведущий научный сотрудник НЦМУ “Павловский центр”, участником которого является СПбГЭТУ “ЛЭТИ” Евгений Пустозеров.

Сейчас ученые работают над повышением точности созданной модели. В научном проекте приняли участие исследователи из СПбГЭТУ “ЛЭТИ”, СПбГУ, Московского областного госуниверситета, Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова, Сеченовского университета, Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова Минобороны РФ и некоторых других.


Ньюсмейкер: Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» — 42 публикации
Сайт: etu.ru/ru/nauchnaya-i-innovacionnaya-deyatelnost/novosti1/uchenye-leti-razrabotali-cifrovoj-dvojnik-shei-dlya-effektivnogo-planirovaniya-operacij-na-shhitovidnoj-zheleze
Поделиться:

Интересно:

Историю антифашистского Сопротивления в Европе обсудили в Москве
17.09.2024 17:44 Новости
Историю антифашистского Сопротивления в Европе обсудили в Москве
17 сентября 2024 года в Доме Российского исторического общества состоялся круглый стол, посвящённый истории антифашистского движения Сопротивления в странах Европы во время Второй мировой войны. Мероприятие открыл Председатель РИО Сергей Нарышкин, подчеркнувший весомый вклад...
Неудачи и победы русско-шведской войны 1808-1809 гг.
17.09.2024 16:52 Аналитика
Неудачи и победы русско-шведской войны 1808-1809 гг
Русско-шведская война не была крупным военным конфликтом, которыми изобилует отечественная история. В этой войне не произошло масштабных битв с участием многотысячных армий, и длинные колонны линейных флотов не обменивались полновесными залпами. В это самое время по охваченной ужасом...
Топ-10 самых переполненных туристами городов
17.09.2024 16:17 Аналитика
Топ-10 самых переполненных туристами городов
Европейские страны лидируют по количеству проблем, связанных с чрезмерным туризмом. В Германии провели исследование и выяснили, в каких городах Европы соотношение количества туристов и жителей – не в пользу последних. Немецкий отраслевой портал Holidu.de при участии сотрудников Института...
Прогулочный маршрут к 85-летию Владимира Меньшова появился в Москве
17.09.2024 14:07 Новости
Прогулочный маршрут к 85-летию Владимира Меньшова появился в Москве
На портале «Узнай Москву» опубликовали прогулочный маршрут, посвященный 85-летию со дня рождения советского и российского актера театра и кино, кинорежиссера, сценариста и педагога Владимира Меньшова. Маршрут включает несколько точек, связанных с биографией...
Автопробег к 80-летию Великой Победы прошел в Подмосковье
17.09.2024 11:03 Новости
Автопробег к 80-летию Великой Победы прошел в Подмосковье
В Подмосковье прошел патриотический автопробег «Наследники Победы в строю! Навстречу 80-летию Великой Победы». Старт был дан у Дома Правительства Московской области. К акции присоединились мотоциклисты отделенийклуба «Ночные волки» из Дмитрова, Талдома, Истры и Красногорска. Организатором...