Разработка системы поддержки принятия врачебных решений в травматологии и ортопедии. Биомеханика как инструмент предоперационного планирования

Основная задача планирования хирургического лечения пациентов с патологиями опорно-двигательного аппарата - получение качественных анатомо-функциональных результатов. Решение этой задачи достигается за счет подбора имплантатов, режимов и техники их установки, обеспечивающих стабильность конструкции и репозиции костных отломков, а также за счет воссоздания оптимальной биомеханики оперируемого сегмента. Во всем мире современные цифровые технологии широко внедряются в клиническую практику. В травматологии, ортопедии и нейрохирургии системы предоперационного планирования, реализующие виртуальное планирование лечения, позволяют выполнить рентгеноморфометрические измерения на цифровых рентгенограммах или компьютерной томограмме, а также разместить шаблоны имплантатов и подобрать их оптимальные типоразмеры. Как правило, для конкретного пациента может быть запланировано несколько вариантов лечения, успешных с точки зрения геометрического предоперационного планирования. Но не каждый из запланированных вариантов может быть оптимален с точки зрения оценки напряженно-деформированного состояния исследуемого сегмента позвоночно-тазового комплекса. Биомеханическое моделирование обеспечивает возможность виртуального моделирования ортопедических операций, в том числе оценку стабильности сегмента и «выживаемость» имплантата. Поэтому предлагается использовать биомеханическое моделирование как инструмент предоперационного планирования. В связи с этим по заказу и при финансовой поддержке Фонда перспективных исследований в Саратовском университете впервые ведется разработка отечественной системы поддержки принятия врачебных решений в хирургии позвоночно-тазового комплекса, обеспечивающей не только этап геометрического планирования операции, но и его биомеханическую поддержку, а также прогнозирование результатов лечения. Цель данной работы - показать, что биомеханическое моделирование позволяет выбирать оптимальный вариант хирургического лечения заболеваний и повреждений позвоночно-тазового комплекса, а также может быть успешно внедрено в процесс предоперационного планирования и успешно функционировать в рамках системы поддержки принятия врачебных решений. В работе представлены результаты демонстрационных экспериментов, в которых при помощи системы выбраны оптимальные варианты лечения дегенеративных заболеваний позвоночника и тазобедренного сустава. Результаты выполнения экспериментов согласованы со сложившейся клинической практикой и литературными данными, а группа экспертов подтвердила их клиническую состоятельность. Показано, что вместе с геометрическим планированием биомеханическое моделирование образует новую методику (алгоритм) предоперационного планирования.