В РФ запускают производство персонализированных, то есть учитывающих особенности конкретного человека, трехмерных моделей костей, суставов, мышц, органов, сосудов — наглядных материалов, которые нужны для преподавания фундаментальных дисциплин в медицине. Вскоре студенты-медики смогут изучать анатомию на «двойниках» собственных внутренностей. Такая методика преподавания отличается повышенным интересом к предмету и другим качеством подготовки, рассказали авторы идеи. Также она поможет снизить зависимость от кадаверного материала. Подробнее об инициативе — в статье «Известий».
Зачем создавать копии органов студентов-медиков
На кафедре анатомии и гистологии человека Сеченовского университета открылась Инновационная научная школа прикладной 3D-анатомии. В ней запускают производство трехмерных моделей костей, суставов, мышц, органов, сосудов — наглядных материалов, которые нужны для преподавания фундаментальных дисциплин в медицине. Напечатанные копии с высокой точностью повторяют естественную анатомию человека и по уровню детализации не уступают кадаверному (трупному) материалу, рассказали «Известиям» ученые.
По их словам, 3D-печать дает неограниченную вариативность в визуализации отдельных органов или систем человека. Как правило, студенты, ординаторы, молодые врачи привыкают работать с одним тренажером, запоминают какое-то типовое строение. Встречая орган с аномальным развитием, они с трудом могут отойти от шаблона. Благодаря трехмерному принтингу можно напечатать столько угодно персонифицированных вариантов того или иного органа.
— Мы можем напечатать любой орган людей разного возраста, со всякими морфологическими параметрами, индивидуальной изменчивостью и различными патологиями. И в этом творческом процессе могут принять участие и студент, и соискатель ученой степени, и практикующий врач. Мы недалеки от того, что студенты смогут изучать фундаментальные дисциплины на собственной 3D-модели, — рассказал «Известиям» старший преподаватель кафедры Вадим Корнилов.
Для ее изготовления потребуется только DICOM-файл компьютерной или магнитно-резонансной томографии той или иной части тела или органа студента, уточнил преподаватель.
— Методика преподавания, когда вместо «типичного строения человека» студент изучает собственный организм, качественно отличается. Прежде всего, повышенным интересом к предмету и принципиально другим качеством подготовки. Поэтому мы стремимся, чтобы такой подход максимально расширился, — отметил Вадим Корнилов.
На первом этапе главная цель специалистов инженерной школы — обеспечение качественными отечественными анатомическими моделями медицинских вузов РФ и дружественных стран. Технические возможности кафедры позволяют собрать «человека», включая модели органов. Но речь пока идет только о мелкосерийном производстве для собственных потребностей.
— В настоящий момент проводится анализ рынка, и если подтвердится высокий спрос на нашу продукцию, то следующим этапом станет привлечение индустриальных партнеров для расширения производства и линейки 3D-моделей. Объединение научной и технической составляющих, сотрудничество с индустриальными партнерами, а также разработка единой платформы для всех тренажеров позволят в дальнейшем создать центр экспертизы федерального уровня по прикладной 3D-анатомии, — подчеркнул заведующий кафедрой Владимир Николенко.
Применение 3D-моделей органов
Как пояснили в вузе, анатомические тренажеры и модели промышленного производства изготавливают из пластика методом литья под давлением.
Данный способ производства технологически не позволяет воссоздать многие детали анатомических структур — клинически важные ориентиры для работы будущих врачей многих специальностей.
— 3D-печать сохраняет абсолютно все мельчайшие отверстия и каналы, и если вдруг в модели нужно что-то оперативно изменить, то для этого просто вносят правки в файл, — рассказал Вадим Корнилов.
Что касается ухода от трупного материала, то, как пояснили ученые, полностью уйти от использования трупного материала в подготовке врачей не получится, поскольку медицинский работник будет лечить человека, а не 3D-модель. Но создаваемые копии позволят более качественно подготовить к практической деятельности за счет вариабельности строения.
Современные анатомические 3D-модели, безусловно, являются хорошим подспорьем для изучения анатомии. Они обеспечивают детальную визуализацию сложных структур, позволяют отрабатывать мануальные навыки и изучать редкие клинические случаи. Это высокотехнологичный и эффективный инструмент, значительно расширяющий образовательные возможности, уверен заведующий кафедрой анатомии человека Самарского государственного медицинского университета (СамГМУ), доцент, эксперт рынка НТИ «Хелснет» Сергей Чемидронов.
— Внедрение анатомических 3D-моделей позволяет оптимизировать использование традиционной кадаверной базы для решения наиболее сложных учебных задач. В СамГМУ мы активно развиваем это направление, включаем такие технологии в образовательный процесс. Но при этом трупный материал сохраняет фундаментальную роль в медицинском образовании, обеспечивая тактильную достоверность, демонстрируя естественную анатомическую вариабельность и закладывая основы профессиональной этики, — рассказал эксперт.
3D-технологии служат мощным дополнением, но не заменяют уникальный опыт работы с нативным материалом, резюмировал Сергей Чемидронов.
Использование анатомических 3D-моделей в медицинском образовании — сложившаяся мировая практика. Такие модели активно применяются при обучении студентов, ординаторов и врачей, в том числе для отработки анатомии, хирургических доступов и вариаций строения органов, прокомментировал инициативу руководитель центра превосходства «Персонифицированная медицина» Казанского (Приволжского) федерального университета, член-корреспондент Академии наук Республики Татарстан Альберт Ризванов.
— Параллельно во многих медицинских вузах, включая Казанский (Приволжский) федеральный университет (КФУ), в значительной степени ушли от работы исключительно с кадаверным материалом, заменяя его пластинатами (анатомическими объектами, изготовленными методом бальзамирования и консервации анатомических препаратов. При пластинации вода и липиды в биологических тканях заменяются на синтетические полимеры и смолы. — Ред.) и высокоточным анатомическим моделированием. Развитие собственных центров 3D-анатомии и внедрение таких решений в учебный процесс, безусловно, заслуживает положительной оценки, — отметил Альберт Ризванов.
По словам эксперта, это отвечает современным требованиям медицинского образования, позволяет снизить зависимость от кадаверного материала, расширяет вариативность обучения и дает возможность работать с индивидуальной анатомией и патологиями.
В Сеченовском университете уверены, что открытие первого в стране федерального Центра экспертизы прикладной 3D-анатомии станет возможным после выпуска анатомических моделей в серийное производство.