Doctors at Boston Children's Hospital performed emergency surgery on the heart of a few-day-old baby born with holes in the heart valves. They were helped by a virtual twin of the baby's heart, as part of the living heart project led by Dassault Systèmes, which they presented during the 3DEXPERIENCE World 2023 conference
לפני כמה חודשים נולדה בבית החולים לילדים בבוסטון תינוקת עם חורים בשני המסתמים הראשיים של הלב. בנוסף, החדר הימני היה קטן מאוד והשמאלי גדול מאוד והיו שלושה חורים במחיצות שבין שני החדרים. ד"ר דיוויד הוגנסון שניתח את התינוקת כשהיתה בת כמה ימים מסביר: "כדי לשקם את הלב ולהקנות לו פיזיולוגיה של לב בריא היינו צריכים לסגור את החורים במסתמים ואת החור השלישי הגדלנו ונעזרנו בו כדי לאפשר את הכנסת השתלים שהדפסנו במדפסת תלת ממד.
ד"ר הוגנסון הציג את הניתוח במסגרת כנס 3DEXPERIENCE World 2023 שקיימה חברת דאסו סיסטמס בשבוע שעבר בנאשוויל, טנסי.
ד"ר הוגנסון הוא מנתח לב-חזה ופרופסור חבר לכירורגיה בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת הרווארד שמסונף לבית החולים לילדים בבוסטון. מדובר במרכז רפואת הלב הגדול ביותר בארה"ב. ד"ר הוגנסון מתמחה בניתוחי לב מולדים, ותחומי המחקר שלו כוללים טכניקות כירורגיות עבור מומי לב מולדים מורכבים.
כדי לתכנן את הניתוח נעזר ד"ר הוגנסון בפרויקט הלב החי. הוא שילב את הדימות של הלב במגוון מכשירים (MRI, CT) ויצר תאום וירטואלי של הלב הספציפי של התינוקת.
"אנחנו משתפים פעולה עם דאסו סיסטמס מזה מספר שנים, ומשתמשים בכמה מכלי הסימולציה וההנדסה שלהם כדי לתכנן טוב יותר פעולות מורכבות", אמר הוגנסון. מטרתו של פרוייקט "הלב החי" היא ליצור את התאום הוירטואלי של הלב האנושי. עד עתה, נרתמו למשימה מעל 100 גופים מתחומי המחקר (ובהן גם אוניברסיטת הארווארד וגם אוניברסיטת תל אביב. א.ב.). יחד עם דאסו סיסטמס, הם עזרו לפתח את סימולציית התלת ממד הראשונה של לב אנושי פועם באמצע העשור הקודם, באמצעות פתרון התוכנה "SMULIA", וכעת, אומר ד"ר הוגנסון, המערכת הבשילה ומאפשרת תכנון ניתוחים מורכבים.
בתשובה לשאלת אתר הידען, כיצד מנתחים לב של תינוק בגיל כמה ימים אמר ד"ר הוגנסון: במקרים כאלה חייבים לתכנן את השתלים תוך התחשבות בתנאים המיוחדים של הלב הספציפי. חייבים לבצע את הניתוח בשבוע הראשון לאחר הלידה אחרת גם אם הילד יחיה, הוא יהיה תלוי בקוצב לב למשך שארית חייו. השתלים (שיוצרו במעבדה בעזרת התאום הוירטואלי של הלב) חייבים להיות בגודל המתאים ובצורה המתאימה בדיוק של כמעט מילימטר כדי שהניתוח יהיה מושלם.
Neonatal heart surgeons face unique challenges. They have to work on a heart whose shape is distorted - that is, different from the XNUMXD model of the beating heart they know. In addition, there is the matter of scale. The XNUMXD model is conveniently painted, with each color representing different areas of functionality and operation. It is also very large on the screen, but when the moment of surgery comes, you have to deal with the rather tiny real heart.
"יש חור בצורת משולש בין המסתם המיטרלי, הצבוע בסגול, לבין המסתם הריאתי, הצבוע באדום", אומר ד"ר הוגנסון, ומצביע על המודל התלת-ממדי של לב התינוקת. "בצד השני נמצאת המערכת החשמלית של הלב. אנחנו צריכים לעבוד קשה מאוד כדי לא לפגוע באף אחת מהרקמות הללו אחרת הילד יהיה תלוי בקוצב לב למשך שארית חייו".
Like real heart muscle, the patch material is anisotropic, meaning it has different properties in different directions. It works in a similar way to carbon fiber in an epoxy matrix - a composite material that is a material used in airplanes and racing cars, and which the simulation tools of Dassault Systèmes (SIMULIA and ABAQUS) know well.
באמצעות ABAQUS, ד"ר הוגנסון הצליח להבטיח שחומר טלאי הלב, שנחתך במעבדה, יוכל להימתח לצורה תלת-ממדית ויעמוד בלחצים של זרימת הדם.
"ללא ההכנה המוקדמת של המודל התלת ממדי של הלב הספציפי של המנותח היינו מגששים באפילה. התכנון היה גולמי והיינו צריכים לשנן את התוכנית ולתקן את הדרוש תיקון במהלך בניתוח. בדרך זו הניתוח הרבה יותר מדויק, וסיכויי ההחלמה של המנותח גבוהים." סיכם ד"ר הוגנסון. התינוקת המסוימת הזו הבריאה ובסרטון שהוצג בכנס היא נראית בריאה כמו כל ילד אחר בגילה.
More of the topic in Hayadan:
