Virtuální tělo
18. 5. 2012
Chirurgové získávají nový důležitý nástroj, který jim pomůže vyřešit dříve jen obtížně léčitelné nemoci. Tímto nástrojem je virtuální fyziologie. Tato nová generace složitých lékařských počítačových modelů nabízí mnoha pacientům naději, neboť umožňuje přesné zmapování jejich orgánů, včetně ohraničení nemocných částí. V současné době se počítačoví odborníci soustředí na zmapování jater a cév u jednotlivých pacientů přímo na míru. V budoucnosti lze očekávat, že každý z nás bude mít svého virtuálního dvojníka s přesným vyobrazením všech vnitřních orgánů.
Chirurgové získávají nový
důležitý nástroj, který jim pomůže vyřešit dříve jen obtížně léčitelné nemoci.
Tímto nástrojem je virtuální fyziologie. Nová generace složitých lékařských
počítačových modelů nabízí mnoha pacientům naději.
V nemocnici v Bruselu jsou operace denní rutinou. Chirurgové odstraňují nádor v játrech. Tato operace je však přece jen poněkud odlišná. K přesnému zobrazení nádoru na játrech jim totiž slouží 3D počítačový model. Tady se nádor jeví jako zelené oblasti obklopené cévami.
Jean-Jacques Houben, chirurg, Edith Cavell Hospital: Díky modelu víme, kudy krev přichází do nádoru a kde ho zase opouští. Cílem je přesně naplánovat oblast, ve které se nádor odstraní tak, aby se zachovalo co nejvíce zdravé tkáně. Je to mnohem přesnější. Je to jako GPS v autech, která vás přesně zavede na místo, jakmile zná souřadnice.
Tento a další modely jsou výsledkem výzkumných projektů Evropské unie. Cílem je vyvinout takové virtuální nástroje, které umožní lepší chirurgická řešení různých nemocí jater. Postup byl pak zdokonalen ve Strasbourgu.
Operace jater totiž mají nejrůznější omezení. Patří k nim nezbytnost ponechat pacientovi určitou minimální část jater, se kterou ještě může žít. Ta je však u různých pacientů různá. Proto se vytváří model, který spojuje anatomické, mechanické i biologické informace.
Ve výzkumném centru nemocnice se nachází audiovizuální řídící středisko. Záběry z právě probíhající operace se spojují s 3D počítačovými modely pacientových jater. Spojené obrázky se pak v reálném čase odesílají na operační sál.
Luc Soler, koordinátor projektu PASSPORT, Strasbourg: Chirurg pak ihned vidí pod povrch orgánů a orientuje se v umístění cév i nádorů. Operační postup je pak bezpečnější a zvyšuje počet pacientů, kteří ho mohou podstoupit.
Spojování obrazů získaných různými metodami využívají i čeští intervenční kardiologové. V Nemocnici Na Homolce právě řeší u pacienta vysoký krevní tlak. Chtějí ho snížit pomocí narušení nervů, které obklopují cévy vedoucí k ledvinám. Toto je 3D rekonstrukce z počítačové tomografie. Zobrazuje břišní aortu i ledviny. Tuto rekonstrukci však kardiologové ještě zpřesňují pomocí dalšího mapovacího systému. Lékař pohybuje speciálním mapovacím katetrem, který nabírá jednotlivé body. Oba 3D obrazy, ačkoli vznikly naprosto odlišným způsobem, se sfúzují dohromady, a lékaři pak přesně vědí, v jaké části cév mohou zasahovat.
3D počítačové modely, jaké používají ve Strasbourgu, nabízejí chirurgům nejen mnohem lepší trénink a praxi, ale také napomáhají určit, zda je pacient pro operaci vhodný. I to již nyní zachraňuje životy.
Luc Soler, koordinátor projektu PASSPORT, Strasbourg: V učebnicích anatomie jsme se mohli dočíst, že se játra člení na osm hlavních částí. Pokud je nádor v jedné z nich, předpokládalo se, že se musí odstranit tato část celá. My jsme ale zjistili, že každý pacient má různý počet částí.
Počítačový program se tak může uzpůsobit individuální anatomii, což umožňuje operovat i dříve neoperabilní pacienty. To byl také případ ženy s genetickým onemocněním, v jehož důsledku se jí játra pokryla cystami.
Teresa Oliveira, pacientka, Belgie: Lékaři byli schopni díky 3D modelům potvrdit, že cysty pokrývaly většinu mých jater. Řekli mi, že pokud bych operaci nepodstoupila, musela bych čekat na transplantaci jater.
Jean-Jacques Houben, chirurg, Edith Cavell Hospital, Belgie: Tady vidíte cévní zásobení zdravých jater, tato játra fungují. Tady ale můžeme vidět, že tato část je prakticky dvojnásobně veliká. To způsobily cysty, které utlačovaly cévy, ještě než jsme cysty odstranili.
Další špičkový operační sál v pražské Nemocnici Na Homolce. Právě se připravuje cévní operace pomocí robotického systému Da Vinci 1200. Operovaný pacient má velké problémy s pravou dolní končetinou.
prim. doc. MUDr. Petr Štádler, PhD., primář oddělení cévní chirurgie, Nemocnice Na Homolce: Když k nám přišel na vyšetření, tak jsme zjistili, že má uzavřenou pravou pánevní tepnu, to znamená, že pravá dolní končetina nedostává to potřebné množství krve, které by si zasloužila.
Chirurgové vycházejí z této angiografie zpracované pomocí počítačové tomografie. Ukazuje se, že břišní aorta přechází do levé pánevní tepny, zatímco pravá pánevní tepna je uzavřená.
Tuto část tedy bude nutné přemostit cévní protézou. Poté se obnoví průtok krve dolní končetinou, svaly pacienta budou náležitě vyživovány a bolesti zmizí.
A nyní se opět přesouváme na jih. Více než milión obyvatel Evropy trpí chronickým selháním ledvin. Jejich krev se musí čistit pomocí hemodialýzy. Achilovou patou této metody je přístup k cévám, který zajišťuje propojení s umělou ledvinou.
Francesca a Paolo se setkávají na nefrologické jednotce v nemocnici v italském Bergamu. Oba trpí závažným onemocněním ledvin a oba nezbytně potřebují hemodialýzu.
Francesca Nembrini, pacientka, Itálie: Začala jsem navštěvovat nemocnici třikrát týdně, na čtyři hodiny hemodialýzy denně. Nyní po třech měsících sem přicházím na tři noci každý týden, osm hodin dialýzy každou noc.
K tomu je potřeba chirurgicky vytvořit cévní přístup, zvaný AV zkrat. Operace někdy nebývá jednoduchá.
Paolo Beretta, pacient, Itálie: Můj bratr i já máme drobné cévy. Je obtížné je napojit na AV zkrat. Já jsem měl štěstí, vytvořili mi přístup hned napoprvé. Ale můj bratr potřeboval tři pokusy.
Aby byla hemodialýza účinná, musí průtok krve přesáhnout určitý práh. Chirurgickému zásahu proto předcházejí klinická vyšetření a vyšetření pomocí ultrazvuku. Ani to však úspěch vždy nezaručí.
Stéfano Rota, nefrolog, Bergamo Riuniti Hospital, Itálie: Cévní přístup, který nedodává alespoň 300 mililitrů krve za vteřinu, pro dialýzu nepostačuje. Musíme pak zasáhnout všemi možnými postupy: klinicky, chirurgicky i farmakologicky. Musíme prostě zajistit, aby měl pacient dostatečný cévní přístup.
Pacientům i lékařům nyní vyšli vstříc počítačoví vědci. Vyvinuli model, který předpoví tok krve každého pacient ještě předtím, než podstoupí nezbytný chirurgický zákrok. Systém dokonce může předpovědět, která část určité cévy v ruce poskytne vyšší tok krve a jak se bude tok krve vyvíjet týdny či měsíce po zákroku.
Andrea Remuzzi, koordinátor projektu ARCH, Itálie: V přesné předpovědi toku krve jsme poměrně uspěli. Je tu jen asi patnáctiprocentní rozdíl mezi předpokládaným průtokem a skutečným průtokem po zákroku. Tuto přesnost ještě zlepšíme. Musíme jen zvýšit počet klinických měření u pacientů.
Anna Caroli, matematička, Mario Negri Institute, Itálie: Skutečně budeme moci zlepšit výpočty, a to dvěma způsoby. Ultrazvuk zatím měří průtok krve jen v jednom bodě cévního systému. V budoucnu jej budeme měřit v různých bodech a při různých rychlostech. Také získáme mnohem přesnější údaje úpravou současných matematických modelů na modely mnohem složitější.
Toto je jen první krok k poskytování přesných údajů o cévním zásobení nejrůznějších orgánů.
Tato metoda postupně umožní zdokonalit rovněž operace srdce nebo mozku. Odhalí také různé odlišnosti a anomálie. Snad neuplyne dlouhá doba a každý z nás bude mít svého virtuálního dvojníka s přesným vyobrazením všech cév i vnitřních orgánů.
Autor: Šárka Speváková