26.03.2022 10:46
Новости.
Просмотров всего: 4785; 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:

Героическая оборона подземной крепости. Аджимушкайские каменоломни
30.10.2024 10:40 Аналитика
Героическая оборона подземной крепости. Аджимушкайские каменоломни
Сотни и сотни людей спускались под землю в катакомбы. Спускались солдаты, женщины, дети, старики. Спускались со своим скромным имуществом, угрюмые и мрачные. Все они бежали от неминуемой смерти, и предпочитали сделать хоть что-то для борьбы с жестоким врагом, и быть может всё равно умереть, и...
25 мая может стать всероссийской памятной датой
30.10.2024 10:06 Новости
25 мая может стать всероссийской памятной датой
В Архангельском областном институте открытого образования в рамках XVI Северного межнационального форума прошел круглый стол на тему сохранения морского культурного исторического наследия России. С докладом о деятельности РО РВИО выступил его руководитель Сергей Ковалев. Дистанционно в нем...
Электросамокаты — за и против. Анализ мнений в соцсетях
29.10.2024 18:33 Аналитика
Электросамокаты — за и против. Анализ мнений в соцсетях
Электросамокаты стали одной из самых горячих тем летнего сезона 2024 года. На фоне ограничений и штрафов, которые ввели главные игроки рынка кикшеринга, в социальных сетях разгорелись целые баталии. Не утихают споры о том, что дает электротранспорт горожанам — удобство и мобильность или дискомфорт...
Нацисты планировали превратить Украинскую ССР в аграрный придаток
29.10.2024 12:35 Мероприятия
Нацисты планировали превратить Украинскую ССР в аграрный придаток
В пресс-центре ТАСС прошла конференция, посвященная годовщине освобождения Украины войсками Красной армии от оккупации нацистов и их пособников. Организатор мероприятия - Национальный центр исторической памяти при Президенте Российской Федерации. Нацисты планировали превратить Украинскую ССР в...
«Выберу.ру»: рейтинг лучших карт для автолюбителей в октябре 2024 года
28.10.2024 18:30 Аналитика
«Выберу.ру»: рейтинг лучших карт для автолюбителей в октябре 2024 года
«Выберу.ру» составил рейтинг банков с наиболее выгодными автолюбителям картами благодаря кешбэку на АЗС, за покупку запчастей, автосервис и шиномонтаж.   В ходе исследования эксперты финансового маркетплейса «Выберу.ру» изучили текущие параметры продуктов всех российских банков. В результате...