Nápady a objevy

19. března 2015

Bolesti čelistí pomůže řešit unikátní software

Nejčastější bolest hlavy? Po zubech bývá druhou nejčastější příčinou onemocnění čelistního kloubu.  Vyplývá to ze studie amerických vědců, kteří současně zjistili, že některý z příznaků onemocnění čelistí a čelistního kloubu se týká zhruba třetiny populace. Přesto se této oblasti nevěnuje tolik pozornosti, jakou by zasloužila. I z tohoto pohledu je proto unikátní projekt, na kterém vědci z centra SIX Vysokého učení technického v Brně spolupracují s Klinikou ústní, čelistní a obličejové chirurgie Fakultní nemocnice Brno.

Existuje velké množství a typů čelistních anomálií, které mohou mít různé příčiny. Naplánovat před operací novou správnou polohu horní a dolní čelisti a zubů je jednou z nejdůležitějších a časově náročných přípravných fází.  Podle tohoto plánu se pak určuje typ operace, design řezu kostí i měkkých tkání, posuny čelistí a kostí obličeje. A právě spojením maxillofaciálních chirurgů a vědců v oblasti biomedicínských systému vzniká nyní v Brně software, který za pomocí genetických algoritmů bude umět řešit různé typy anomálií a deformací vrozených, poúrazových i poresekčních defektů po léčbě nádorů. „Je navržen tak, že se nesnaží plně nahradit předoperační přípravu chirurgů, ale dokáže na základě RTG snímků a CT vyšetření navrhnout různé postupy operace. Jedná se tedy o nástroj, který umožňuje snadněji navrhnout postup operace, ale přitom ponechává hlavní parametry návrhu v rukou chirurga,“ vysvětluje Ondřej Liberda z Fakultní nemocnice Brno.

Anomálie - animace

Hlavním vylepšením nového softwaru bude jeho schopnost učit se z toho, jak chirurg určuje jednotlivé parametry a vlastní přípravu. Při dalších operacích už navrhuje řešení, která se nejvíce podobají předchozím předoperačním přípravám provedených chirurgem. „Čím více předoperačních příprav chirurg pomocí softwaru provede, tím více se další návrhy budou blížit optimálnímu řešení, které by zvolil. Řada výzkumných skupin se zaměřila na tvorbu čelistních náhrad, včetně využití 3D tiskáren. Velké množství operací však probíhá bez použití náhrad, proto jsme se zaměřili na oblast návrhu operace, která může probíhat jak s použitím čelistní náhrady, tak bez ní,“ podotýká Ondřej Šmirg z výzkumného centra SIX.

Aby bylo možné zhodnotit, jak operace proběhla, zaměřuje se vývoj i na oblast neinvazivní 3D diagnostiky za použití počítačové tomografie. Vyvíjený software tedy umožní i zhodnocení pooperačního vyšetření pomocí CT v trojrozměrném modelu. V této oblasti se nejvíce projevují právě kovové čelistní náhrady, které v obraze vytvářejí tzv. kovové artefakty. „Lze si to představit asi jako fotografie rozsvícené žárovky, podobný efekt udělá kovový díl v CT snímku. To znehodnotí jednotlivé získané snímky a je nutné z nich tento nežádoucí efekt odstranit. Většina komerčně dodávaných softwarů se zabývá přípravou náhrad na 3D snímku, který ještě žádné náhrady neobsahuje, a snímek CT je bez nežádoucích artefaktů. Právě odstranění těchto artefaktů tak, aby bylo možné vidět, jak je daná náhrada skutečně ukotvena v čelisti, je velice důležité pro diagnostiku pooperačního stavu,“ přiblížil Ondřej Šmirg. (jih)

TémataFakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Výzkumné centrum SIX software věda a výzkum spolupráce

Související články:
Unikátní systém umí včas varovat před požárem v elektrárnách
Nedostatek žen v technických oborech řeší studie z Centra SIX
V laboratořích BDALab analyzují nemoci mozku
Na elektrofakultě umí otestovat akustické vlastnosti. Třeba sluchátek
Elektrotechnici spolupracují s Konicou Minoltou na vývoji chytrých brýlí