Možnosť využitia 3D tlače v liečbe nádoru oka


Možnosť využitia 3D tlače v liečbe nádoru oka

Uveálny melanóm je najčastejší primárny malígny nádor oka u dospelých s najvyšším výskytom u kaukazskej rasy. Jeho výskyt v Európe bol v roku 2015 2 – 8/1mil. obyvateľov. Predstavuje 3 – 3,5 % všetkých malígnych nádorov, do 20 % všetkých malígnych melanómov. Lokálna kontrola nádoru sa neustále zlepšuje, avšak miera prežitia dlhodobo stagnuje na rovnakej úrovni kvôli veľmi častej tvorbe metastáz, ktoré sú najčastejšie lokalizované v pečeni, pľúcach a kostiach. 20 až 30 % pacientov s malígnym melanómom uveálneho traktu zomiera do 5 rokov od diagnózy, 45 % pacientov do 15 rokov.

Také sú základné fakty, ktoré uvádzajú autori projektu Možnosť využitia 3D tlače v liečbe maligného melanómu uvey Peter Leško, Michal Marko a Denisa Fialová (Klinika oftalmológie LF UK a UN Bratislava Ústav simulačného a virtuálneho medicínskeho vzdelávania LF UK Bratislava).

Pacienti s intraokulárnym melanómom podľa nich zväčša nepociťujú v skorých štádiách subjektívne žiadne ťažkosti. „Postupne pri progresii ochorenia bývajú najčastejšími príznakmi rastúca tmavá škvrna na dúhovke, zmena vo veľkosti alebo tvare zrenice, problémy s videním (rozmazané videnie alebo náhla strata zraku) či záblesky svetla. Bolesť pacienti cítia v prípade, ak nádorová masa začne prerastať mimo očný bulbus. Zlá prognóza pacienta je asociovaná s mužským pohlavím, starším vekom, veľkým priemerom nádoru, bohatou mikrovaskularizáciou, prítomnosťou okulárnej melanocytózy, dedičnosťou a i.“

Vo svojej práci sa autori venujú vizualizácii vnútroočných pomerov, predovšetkým zobrazeniu malígneho melanómu uvey, pomocou reálnych 3D modelov zhotovených za pomoci 3D tlače, ktoré napomáhajú v zložitom procese plánovania stereotaktickej rádioterapie. „Vzhľadom na náročnosť predstavy o skutočnej veľkosti a lokalizácii nádorov nielen pre pacienta, ale častokrát aj pre lekára, je reálny model veľkým prínosom a pomocou v ďalšom procese manažmentu pacienta.“

Pre tvorbu 3D modelu melanómu uvey potrebovali vedci dostatočne kvalitné vstupné dáta poskytujúce informácie o veľkosti a lokalizácii melanómu. Pre plánovanie zákroku sa používa počítačová tomografia a magnetická rezonancia. Práve snímky z počítačovej tomografie sa najlepšie osvedčili pri tvorbe 3D modelu. „Použili sme axiálne scany hlavy vo formáte DICOM s rozlišovacou schopnosťou 1mm zhotovené v deň plánovania a vykonania stereotaktickej rádiochirurgie na Onkologickom ústave sv. Alžbety v Bratislave. Následným krokom je segmentácia modelu pomocou špecializovaného softvéru Invivo 6. Zo vstupných CT snímok vygeneruje priestorový 3D model, s ktorým ďalej pracujeme. Táto fáza je časovo najnáročnejšou a jej výsledkom je dvojfarebný 3D model vo formáte STL, v ktorom je práve malígny melanóm farebne odlíšený od okolitého zdravého tkaniva. Model spracujeme v programe Simplify3D a následne použijeme na samotnú tlač metódu.“

ukážka 3D tlače oka

Výsledkom tejto práce sú dvojfarebné 3D modely malígnych melanómov uveálneho traktu troch pacientov, ktorí podstúpili stereotaktickú rádiochirurgiu. „Modely s farebným odlíšením malígneho melanómu od ostatného zdravého tkaniva okrem samotnej vizualizácie pri plánovaní stereotaxie slúžia na edukačné účely študentov medicíny, ako aj na pochopenie vlastného ochorenia samotným pacientom a ako pomoc pri voľbe ideálnej terapeutickej metódy. Pre pacienta ale často i študentov býva veľmi náročné uvedomiť si, o aký problém skutočne ide po oznámení diagnózy, kde je nádor presne lokalizovaný, aký je veľký, aké štruktúry ohrozuje. Hmotné znázornenie bulbu a presnej lokalizácie nádoru v rozmeroch, ktoré presne zodpovedajú vybranej mierke, dokáže veľmi rýchlo zodpovedať veľa otázok pacienta, obzvlášť ak je nádor farebne odlíšený od zdravého tkaniva. Možno vysloviť aj predpoklad o lepšej compliance pacienta k liečbe,“ uviedli autori.

Výsledok tejto práce sa môže sa merať v rôznych aspektoch, dodáva Peter Leško. „Ako prvým z nich je unikátnosť nášho riešenia, konkrétne simultánnej tlače dvomi farbami. Doteraz sa tlačilo jednou farbou, pokiaľ sa tlačilo dvomi, nebol to simultánny proces. Ďalším je odlíšenie fyziologických štruktúr od patologických s následnou vytlačenou vizualizáciou. Pre samotného lekára je hlavným významom uľahčenie plánovania liečby, a to prostredníctvom prenosu virtuálnej vizualizácie do reálnej podoby – lekár s modelom v ruke, má väčší prehľad o patologickom procese, dokáže lepšie vyhodnotiť pozitíva a negatíva vybranej terapeutickej metódy." 

Kolektív autorov verí, že touto prácou odbornej verejnosti ukázali metódu, ktorá je okrem oftalmológie využiteľná aj v ďalších oblastiach medicíny. „Signifikantným významom pre bežnú populáciu je schopnosť pochopiť ochorenie prostredníctvom vlastného patologického procesu, zlepšiť adherenciu a compliance k liečbe. Z vlastnej skúsenosti vieme, že pacient po dôkladnom vysvetlení ochorenia a dôkladnom poučení nemá reálny prehľad o závažnosti ochorenia.“

*********************************************

Občianske združenie Preveda už roky organizuje konferenciu pre mladých výskumných pracovníkov zameranú na vybrané obory chemických a prírodných vied ako biochémia a molekulová biológia; biotechnológia a potravinárska technológia; analytická chémia; organická, bioorganická, farmaceutická chémia, farmakológia a toxikológia; environmentalistika a tiež biomedicínska fyzika, matematické modelovanie, bioštatistika, biometria.

Poskytuje tak možnosť jednoduchým spôsobom prezentovať prácu mladých vedcov, prináša interaktívnu diskusiu na odborné témy a dáva príležitosť získať plnohodnotnú publikáciu príspevkov v recenzovanom zborníku konferencie. „Veríme, že sa nám s vašou pomocou podarí týmto projektom naštartovať cyklus konferencií, ktorých obsah a vysoká výpovedná úroveň napomôžu k udržaniu vzdelanostnej úrovne, ako i k zefektívneniu štúdia mladej vedeckej obce,“ uvádzajú organizátori.

 

Informácie a ilustrácie poskytol: Peter Leško

Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR

Uverejnila: VČ

Súvisiace:

Hore
Noc výskumníkov 2019
QUARK
Aurelium - centrum vedy
TVT 2019
Prechod VK na VND - jeseň
výtvarná súťaž TVT 2019
Veda v Centre
Publikácie Veda v CENTRE
kúpa časopisov jún 2016
fotografická súťaž TVT 2019
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Agrofilm 2019
Zaujímavosti vo vede
Nanoveda a nanotechnológie sa zaoberajú výskumom a využitím materiálov s rozmermi v rozsahu 1–100 nm
Zistite viac