Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (Пермский Политех) создали цифровой двойник билиарной (желчевыделительной) системы человека для диагностики и планирования лечения желчнокаменной болезни — заболевания, связанного с образованием камней и застоем желчи в желчном пузыре в результате нарушения обмена веществ. Данной болезнью страдает до 20% населения России.
Наиболее распространенным методом лечения желчнокаменной болезни является оперативное вмешательство. После него пациентам необходима длительная реабилитация, которая нередко сопровождается развитием осложнений. Уникальная биомеханическая 3D-модель, созданная учеными Пермского Политеха, позволяет существенно снизить число постоперационных осложнений и сократить реабилитационный период. Аналогов данного решения в мировой медицинской практике пока не имеется.
На интеллектуальной программно-аппаратной платформе строится модель — цифровой двойник, на котором ученые анализируют, что будет происходить при том или ином хирургическом или медикаментозном воздействии. Цифровой двойник уникален для каждого пациента, он учитывает индивидуальные особенности строения желчного пузыря и желчевыводящих путей: их форму, длину, толщину, геометрию протоков и т.д. Учитывается еще ряд параметров, позволяющих определять характер течения желчи в протоках.
Такая виртуальная модель позволяет оценить, как изменится картина после операции. Другими словами, с помощью такого комплексного решения врач может прогнозировать последствия операции и последующую картину восстановления пациента и принять ответственное, взвешенное решение относительно траектории лечения.
«На компьютерной анатомической модели внепеченочных желчных протоков пациента мы можем визуализировать распределение скорости течения и давления желчи в нoрме и при пaтoлoгии до, а также пoсле операции по удалению желчного пузыря. С помощью полученных данных лечащий врач может судить о снижении объема желчи, поступающей во внепеченочные желчные протоки в постоперационный период, и назначить индивидуальную дозировку холекинетиков — средств, снимающих спазм и способствующих выделению желчи — для восстановления ее оттока, близкого к норме», — комментирует автор разработки, доцент кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» Пермского Политеха, доктор физико-математических наук Алексей Кучумов.
Путь от создания до внедрения таких решений в практику лечебных учреждений достаточно долог в связи со строгими регламентами, которые регулируют вывод на рынок любой продукции, связанной со здоровьем людей. В настоящее время разработка пермских ученых, которая ведется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030», успешно проходит этап испытаний.