Репортаж от Wedoany，Французская совместная группа разработала мультиматериальный 3D-печатный симулятор ушных операций под названием Otosurg, предназначенный для хирургической подготовки при операциях на ухе через слуховой проход. Устройство сочетает в себе клиническую реалистичность, анатомическую настройку и проверенную оценку навыков.
Проект был выполнен инженером по аддитивному производству и САПР Mael Duportal из M3DPrint, ведущим инженером-разработчиком Juliette Prebot из PRIM3D (AP-HP, Университетские больницы Большого Парижа), а также консультантом-отоларингологом AP-HP и профессором Университета Париж-Сите (Université Paris Cité) François Simon. Цель проекта — решить клиническую проблему: как обучить хирургов выполнять операции, которые они никогда не проводили, не подвергая пациентов риску.
Традиционные инструменты хирургической подготовки имеют свои ограничения: человеческие трупы имеют этические ограничения и не позволяют воспроизвести патологии, животные модели анатомически отличаются от человека, виртуальная реальность лишена достоверной тактильной обратной связи, а каталоговые симуляторы не адаптируются к конкретным заболеваниям или индивидуальным потребностям обучения. Simon отмечает, что хирургическая подготовка — это не единый порог, который нужно преодолеть, а череда «первых разов»: первое выполнение операции, первое отсутствие наставника, первое столкновение с осложнениями. Otosurg нацелен на этот пробел. Технология использует эндоскоп, вводимый непосредственно в слуховой проход, а не разрез за ухом. Переход от микроскопа к эндоскопу представляет собой целый набор новых навыков.
Otosurg одновременно обслуживает две группы пользователей: ординаторов, впервые сталкивающихся с ушной хирургией, и хирургов с многолетним опытом, которым необходимо переучиться с работы под микроскопом на эндоскопическую технику. Simon объясняет, что обучаемый может выполнять не менее шести-восьми операций в день, что невозможно на трупных моделях. Логика последовательна: первый день полностью на симуляторе с различными патологиями и вариантами заболеваний, затем второй день — работа с трупом.
Prebot описывает процесс разработки как методичный и итеративный. На этапе проектирования использовались инструменты с открытым исходным кодом: 3D Slicer для сегментации данных КТ в анатомические структуры, Blender для адаптации этих структур к производственным ограничениям. Слуховые косточки в реальности очень малы, их пришлось немного увеличить для печати. Модель построена как модульная система: многоразовое основание и сменные картриджи. До достижения проверочной версии было выполнено не менее пяти полных итераций дизайна, общее время разработки составило около года. В окончательной модели в анатомически критических областях использовалась технология PolyJet от Stratasys, позволяющая комбинировать несколько материалов в одной сборке для воспроизведения твердых и мягких тканей. Симулятор также поддерживает добавление крови для драматического эффекта, изменение текстуры, введение тканевых спаек и воспроизведение визуальной сложности кровоточащего операционного поля. Картриджи могут быть напечатаны с анатомическими структурами нефизиологического цвета для обучения новичков или с удалением определенных элементов, таких как барабанная перепонка, для изоляции конкретных этапов операции и целенаправленной тренировки.
Команда провела формальное валидационное исследование с участием группы экспертов и студентов, результаты которого были опубликованы в рецензируемом журнале «Otology & Neurotology» (Отология и нейроотология). Учебная структура, созданная на основе Otosurg, включает объективную структурированную техническую оценку (OSATS) — проверенный инструмент для поэтапной оценки хирургических навыков. В настоящее время симулятор является частью смешанного учебного курса, разрабатываемого совместно с Университетом Торонто (University of Toronto), и коммерчески распространяется через M3DPrint в Европе, Канаде и США. Модель постоянно оптимизируется на основе отзывов пользователей от хирургов и учреждений.
На вопрос о том, что они хотели бы видеть от поставщиков технологий, команда M3DPrint указала на проблемы открытости. Текущие высококлассные системы, такие как PolyJet, в основном являются закрытыми экосистемами — проприетарное программное обеспечение, проприетарные материалы — что ограничивает диапазон разрабатываемых имитаций тканей. Duportal ссылается на функцию Digital Anatomy Processor как на шаг в правильном направлении, позволяющий настраивать смешивание материалов, но призывает к большей свободе для разработчиков на программных платформах, чтобы они могли проектировать за пределами заданных параметров. Разрыв в стоимости между доступными технологиями, такими как FDM, и высокоточными мультиматериальными системами остается препятствием. Команда считает, что оборудование для производства клинически значимых хирургических симуляторов уже существует, а ограничения заключаются в гибкости программного обеспечения, открытости материалов и постоянном клинико-инженерном партнерстве, необходимом для преобразования анатомических данных в учебные инструменты. Будущие направления проекта включают настраиваемый каталог, позволяющий учреждениям заказывать картриджи для конкретных патологий или учебных целей, а также распространение того же мультиматериального, клинически проверенного подхода на другие хирургические специальности.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
