Сравнительный анализ методов создания виртуальных трехмерных моделей легких из КТ-снимков в практике противотуберкулезной организации с помощью программного обеспечения компании Materialise
- Авторы: Наумов А.Г.1,2, Шпрыков А.С.1, Сутягина Д.А.1, Гринин Е.С.1
-
Учреждения:
- ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России
- ГБУЗ Нижегородской области «Нижегородский областной клинический противотуберкулезный диспансер»
- Выпуск: Том 25, № 9 (2023): Оториноларингология и пульмонология
- Страницы: 565-572
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/2075-1753/article/view/253570
- DOI: https://doi.org/10.26442/20751753.2023.9.202386
- ID: 253570
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Обоснование. Важными условиями окончательной победы над туберкулезом являются не только профилактика его развития и раннее выявление, но и оказание качественной персонифицированной медицинской помощи больному. Аддитивные технологии и технологии виртуализации способны в полной мере реализовать последнее условие во фтизиатрической практике.
Цель. Продемонстрировать возможности и оценить трудозатраты (затраченное время на виртуализацию и размер конечных цифровых файлов моделей) во время работы с программными комплексами Mimics inPrint 2.0.0.159 и Mimics Medical 21.0.0.406 над виртуальной реконструкцией легких больного деструктивной формой туберкулеза.
Материалы и методы. Сравнительный анализ методов создания виртуальных трехмерных моделей легких из компьютерно-томографических снимков проведен в ГБУЗ НО НОКПД. В исследовании принимал участие 1 пациент с деструктивной формой туберкулеза верхней доли левого легкого. Виртуальные трехмерные модели изготавливались по специально разработанному алгоритму. Анализ временных затрат на формирование виртуальных моделей легких проводили с помощью встроенной функции в программное обеспечение «Log». Анализ размера полученных виртуальных моделей легких в формате STL осуществлялся с помощью функции операционной системы из семейства Windows «Свойства», раздел «Общие», подраздел «Размер».
Результаты. Наиболее практичным программным комплексом для виртуальных реконструкций легких оказался Mimics inPrint 2.0.0.159 с затраченным временем на создание модели 2 мин (Mimics Medical 21.0.0.406 – 7 мин 17 с) и размером модели 125 мегабайт (Mimics Medical 21.0.0.406 – 26,1 мегабайта). Освещенные в статье технические нюансы и алгоритмы реконструкции легких с использованием программных пакетов Mimics inPrint 2.0.0.159 и Mimics Medical 21.0.0.406 позволят заинтересованному лицу не ошибиться в реализации своих научно- практических интересов в процессе оказания больному персонифицированной помощи. В статье сделан акцент на основных преимуществах программного пакета Mimics inPrint 2.0.0.159 в сравнении с Mimics Medical 21.0.0.406. Дана краткая характеристика аналогичным программам.
Заключение. Изученные программные комплексы благополучно справились с поставленной перед ними целью демонстрации их возможностей и оценки трудозатрат на проведение виртуализации. Наиболее понятным и перспективным программно-прикладным комплексом для использования в повседневной клинической практике оказался Mimics inPrint 2.0.0.159.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Алексей Георгиевич Наумов
ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России; ГБУЗ Нижегородской области «Нижегородский областной клинический противотуберкулезный диспансер»
Автор, ответственный за переписку.
Email: naumovag@pimunn.ru
ORCID iD: 0000-0003-0412-6877
ассистент каф. фтизиатрии им. И.С. Николаева ФГБОУ ВО ПИМУ, врач-фтизиатр ГБУЗ НО НОКПД
Россия, Нижний Новгород; Нижний НовгородАлександр Сергеевич Шпрыков
ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России
Email: shprykov_a@pimunn.net
ORCID iD: 0000-0002-2780-6704
д-р мед. наук, проф., зав. каф. фтизиатрии им. И.С. Николаева ФГБОУ ВО ПИМУ
Россия, Нижний НовгородДина Андреевна Сутягина
ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России
Email: dina-sutyagina@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5134-6683
канд. мед. наук, доц., доц. каф. фтизиатрии им. И.С. Николаева ФГБОУ ВО ПИМУ
Россия, Нижний НовгородЕвгений Сергеевич Гринин
ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России
Email: eugrinin@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3332-1727
студент лечебного фак-та ФГБОУ ВО ПИМУ
Россия, Нижний НовгородСписок литературы
- Васильева И.А., Тестов В.В., Стерликов С.А. Эпидемическая ситуация по туберкулезу в годы пандемии COVID-19 – 2020–2021 гг. Туберкулез и болезни легких. 2022;100(3):6-12 [Vasil'eva IA, Testov VV, Sterlikov SA The epidemiological situation of tuberculosis during the COVID-19 pandemic – 2020–2021. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2022;100(3):6-12 (in Russian)]. doi: 10.21292/2075-1 230-2022-100-3-6-12
- Шиирипей В.Н. Персонифицированная медицина – это медицина будущего. В: Экосистемы Центральной Азии: исследование, сохранение, рациональное использование: материалы XV Убсунурского международного симпозиума, Кызыл, 05–08 июля 2020 г. Красноярск, 2020; c. 430-2 [Shiiripey VN. Personifitsirovannaia meditsina eto meditsina budushchego. In: Ekosistemy Tsentral'noi Azii: issledovanie, sokhranenie, ratsional'noe ispol'zovanie : Materialy XV Ubsunurskogo mezhdunarodnogo simpoziuma, Kyzyl, 05–08 iyulia 2020 g. Krasnoiarsk, 2020; p. 430-2 (in Russian)].
- Белялов Ф.И. Есть ли будущее у персонифицированной медицины? Клиническая медицина. 2014;92(9):73-4 [Belyalov FI. Is there a future for personalized medicine? Klinicheskaia meditsina. 2014;92(9):73-4 (in Russian)].
- Бердникова Е.Ф. Инновационное развитие здравоохранения. Вестник Казанского технологического университета. 2012;15(11):300-5 [Berdnikova EF. Innovative healthcare development. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta. 2012;15(11):300-5 (in Russian)].
- Боркова Е.А., Наполова Е.А., Орлов Е.Р. Проблемы развития и внедрения инноваций в здравоохранении в России. Креативная экономика. 2019;13(7):1495-502 [Borkova EA, Napolova EA, Orlov ER. Problems of development and implementation of innovations in healthcare in Russia. Kreativnaia ekonomika. 2019;13(7):1495-502 (in Russian)]. doi: 10.18334/ce.13.7.40833
- Васильева И.А., Стерликов С.А., Паролина Л.Е., и др. Проблемы кадрового обеспечения противотуберкулезной службы врачами-фтизиатрами. Туберкулез и болезни легких. 2022;100(6):7-14 [Vasil'eva IA, Sterlikov SA, Parolina LE, et al. Problems of staffing the anti-tuberculosis service by phthisiatricians. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2022;100(6):7-14 (in Russian)]. doi: 10.21292/2075-1230-2022-100-6-7-14
- Erokhin VV. The achievements and the way of innovative development оf Phthisiology. Annals of the Russian Academy of Medical Sciences. 2012;67(11):4-8 [Erokhin VV The achievements and the way of innovative development оf Phthisiology. Annals of the Russian Academy of Medical Sciences. 2012;67(11):4-8 (in Russian)]. doi: 10.15690/vramn.v67i11.464
- Леонов С.В. Использование метода компьютерной томографии при судебно-медицинской идентификации личности. Судебная медицина. 2020;6(4):41-5 [Leonov SV. The use of the method of computed tomography in forensic identification of a person. Sudebnaia meditsina. 2020;6(4):41-5 (in Russian)]. doi: 10.19048/fm339
- Филатова Е.А., Скорняков С.Н., Медвинский И.Д., и др. Применение технологии 3D-моделирования органов грудной клетки для повышения эффективности диагностических вмешательств во фтизиопульмонологии. Туберкулез и болезни легких. 2019;97(10):45-52 [Filatova EA, Skornyakov SN, Medvinskiy ID, et al. The use of 3D modeling technology of the chest organs to improve the efficiency of diagnostic interventions in phthisiopulmonology. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2019;97(10):45-52 (in Russian)]. doi: 10.21292/2075-1230-2019-97-10-45-52
- Бородулина Е.А., Колсанов А.В., Рогожкин П.В., Манукян А.А. Применение 3D-моделирования для определения параметров хирургического вмешательства при туберкулезе легких. Туберкулез и болезни легких. 2020;98(6):47-51 [Borodulina EA, Kolsanov AV, Rogozhkin PV, Manukyan AA. Application of 3D modeling to determine the parameters of surgical intervention in pulmonary tuberculosis. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2020;98(6):47-51 (in Russian)]. doi: 10.21292/2075-1230-2020-98-6-47-51
- Умаров Н.А., Нурмеев Н.Н., Нурмеев И.Н., и др. Теоретические и практические аспекты использования 3D-печатной и cерийной ортопедической стельки у пациентов с симптоматическим плоскостопием. Вестник медицинского института "РЕАВИЗ": реабилитация, врач и здоровье. 2019;5(41):97-101 [Umarov NA, Nurmeev NN, Nurmeev IN, et al. Theoretical and practical aspects of using 3D-printed and serial orthopedic insoles in patients with symptomatic flat feet. Vestnik meditsinskogo instituta "REAVIZ": reabilitatsiia, vrach i zdoroi'e. 2019;5(41):97-101 (in Russian)].
- Донник А.М., Иванов Д.В., Коссович Л.Ю., и др. Создание трехмерных твердотельных моделей позвоночника с транспедикулярной фиксацией c использованием специализированного программного обеспечения. Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Математика. Механика. Информатика. 2019;19(4):424-38 [Donnik AM, Ivanov DV, Kossovich LYu, et al. Creation of 3D solid models of the spine with transpedicular fixation using specialized software. Izvestiia Saratovskogo universiteta. Novaia seriia. Seriia: Matematika. Mekhanika. Informatika. 2019;19(4):424-38 (in Russian)]. doi: 10.18500/1816-9791-2019-19-4-424-438
- Филиппов А.А., Успенский В.Е., Грубенко Г.А., и др. Оценка структурных и функциональных особенностей реимплантированного аортального клапана через 18 месяцев после операции David I с использованием методики высокоточного моделирования структур корня аорты. Российский журнал персонализированной медицины. 2022;2(3):78-88 [Filippov AA, Uspenskiy VE, Grubenko GA, et al. Evaluation of the structural and functional features of the reimplanted aortic valve 18 months after the David I operation using the technique of high-precision modeling of the structures of the aortic root. Rossiyskii zhurnal personalizirovannoi meditsiny. 2022;2(3):78-88 (in Russian)]. doi: 10.18705/2782-3806-2022-2-3-78-88
- Рагимов Ч.Р., Фарзалиев И.М., Ахмедов С.Г., Рагимли М.Ч. Реконструкция травматических повреждении нижней стенки орбиты с применением метода виртуального биомоделирования. OFTALMOLOGIYA. 2018;1(26):121-7 [Ragimov ChR, Farzaliev IM, Akhmedov SG, Ragimli MCh. Reconstruction of traumatic injuries of the lower wall of the orbit using the method of virtual biomodeling. OFTALMOLOGIYA. 2018;1(26):121-7 (in Russian)].
- Wang J, Huang Z, Wang F, et al. Materialise's interactive medical image control system (MIMICS) is feasible for volumetric measurement of urinary calculus. Urolithiasis. 2020;48(5):443-6. doi: 10.1007/s00240-019-01158-6
- Kronig SAJ, Kronig ODM, Zurek M, Van Adrichem LNA. Orbital volume, ophthalmic sequelae and severity in unilateral coronal synostosis. Childs Nerv Syst. 2021;37(5):1687-94. doi: 10.1007/s00381-021-05065-3
- Huang X, Fan N, Wang HJ, et al. Application of 3D printed model for planning the endoscopic endonasal transsphenoidal surgery. Sci Rep. 2021;11(1):5333. doi: 10.1038/s41598-021-84779-5
- Li J, Zhang H, Yin P, et al. A New Measurement Technique of the Characteristics of Nutrient Artery Canals in Tibias Using Materialise's Interactive Medical Image Control System Software. Biomed Res. Int. 2015;2015:171672. doi: 10.1155/2015/171672
- Chen T, Que YT, Zhang YH, et al. Using Materialise's interactive medical image control system to reconstruct a model of a patient with rectal cancer and situs inversus totalis: A case report. World J Clin Cases. 2020;8(4):806-14. doi: 10.12998/wjcc.v8.i4.806
- Копотилова В.Г., Пирус А.В., Крылова А.И. Сравнительный анализ методов создания трехмерной модели из снимков МРТ. В: Наука, техника, промышленное производство: история, современное состояние, перспективы: Материалы региональной научно-практической конференции студентов и аспирантов, Владивосток, 13–28 декабря 2021 года. Владивосток, 2022; c. 35-9 [Kopotilova VG, Pirus AV, Krylova AI. Comparative analysis of methods for creating a three-dimensional model from MRI images. In: Nauka, tekhnika, promyshlennoe proizvodstvo: istoriia, sovremennoe sostoianie, perspektivy: Materialy regional'noi nauchno-prakticheskoi konferentsii studentov i aspirantov, Vladivostok, 13–28 dekabria 2021 goda. Vladivostok, 2022; p. 35-9 (in Russian)].
- Наумов А.Г., Шпрыков А.С., Крюков Э.Р. Опыт использования аддитивных технологий на примере трехмерной реконструкции легких в клинической практике противотуберкулезного диспансера. Пульмонология. 2022;32(1):109-17 [Naumov AG, Shprykov AS, Kryukov ER. Experience in the use of additive technologies on the example of three-dimensional reconstruction of the lungs in the clinical practice of an anti-tuberculosis dispensary. Pul'monologiia. 2022;32(1):109-17 (in Russian)]. doi: 10.18093/0869-0189-2022-32-1-109-117
- Materialise Mimics inPrint. System Requirements. Minimum System Requirements. Available at: https://www.materialise.com/en/medical/software/materialise-mimics-inprint/system-requirements. Accessed: 09.09.2022.
- Materialise Mimics. System Requirements. Minimum System Requirements. Available at: https://www.materialise.com/en/medical/mimics-innovation-suite/mimics/system-requirements. Accessed: 09.09.2022.