МРТ моделирование мозга для оперативного лечения
Ученые из Люксембургского университета, в сотрудничестве со Страсбургским университетом, разработали компьютерную технологию, которая позволит нейрохирургам проводить операции на головном мозге более качественно. Нейрохирургам фактически приходится работать вслепую, так как они не видят, что происходит внутри органа. Качественная трехмерная визуализация же позволяет более точно подойти к необходимой зоне вмешательства без повреждения соседних здоровых областей, тем более, когда речь идет о головном мозге
Стефан Бордас, профессор вычислительной механики на факультете науки, технологии и коммуникации Университета Люксембурга, и его команда разработали методы подготовки хирургов, которые помогают им репетировать сложные операции и при необходимости проводить корректировку во время операции.
Для этого команда разрабатывает математические модели и цифровые алгоритмы для прогнозирования деформации органа во время операции и предоставляет информацию о текущей позиции целевых и уязвимых областей. С помощью таких компьютерных моделей хирург может фактически репетировать определенную операцию, чтобы предотвратить возможные осложнения.
Так как мозг представляет собой композиционный материал, состоящий из серого и белого вещества, жидкостей, исследователи используют данные медицинской визуализации, такие как МРТ, для того чтобы разложить мозг на субзоны, похожие на блоки из игрушек lego. Цвет каждого блока lego зависит от того, какой материал он представляет: белый, серый или жидкий. Этот цветной «цифровой lego мозг » состоит из тысяч этих взаимодействующих и деформирующихся блоков, которые используются для вычисления прогнозируемой деформации органа под действием руки хирурга. Чем больше блоков используют исследователи для моделирования мозга, тем точнее моделирование. Но увеличение точности требует больше времени и большей вычислительной мощности. Поэтому , важно найти правильный баланс между точностью и скоростью, и в зависимости от необходимости хирург может сам решить, сколько блоков использовать.
В дальнейшем, ученые планируют создать для хирургов технологию, которую можно использовать во время операций, постоянно обновляя имитационную модель в режиме реального времени, в соответствии с данными пациента.