Komputerowe wspomaganie planowania zabiegu korekcji trigonocefalii u dzieci

W pracy podjęto próbę opracowania metodologii komputerowego wspomagania leczenia wad deformacji czaszki dziecka związanych z kraniostenozą. Choroba ta jest przyczyną deformacji kości twarzoczaszki, ale ma również istotnie negatywny wpływ na rozwój mózgu. Korekcja wady wymaga inwazyjnego niebezpiecznego dla pacjentów zabiegu. Dotychczas prowadzone operacje realizowano na podstawie doświadczeń i wiedzy lekarzy popartych diagnostyką TK. Modelowanie w biomechanice połączone z metodami nowoczesnej wizualizacji daje nowe szanse na inżynierskie wspomaganie zabiegów operacyjnych. Za pomocą programu MIMICS sformułowano model bryłowy czaszki dziecka z trygonocefalią na podstawie zdjęć tomografii komputerowej TK. Opracowany w programie ANSYS model numeryczny przy wykorzystaniu metody elementów skończonych pozwolił na określenie sztywności kości czołowej po dokonaniu cieniowania oraz nacięć. Przeprowadzone zostały również badania eksperymentalne w celu określenia parametrów materiałowych modelowanych elementów. Sformułowany model został zaprezentowany w technologii wirtualnej. Przeprowadzone badania pozwoliły stwierdzić, jaki wariant pod względem przygotowania kości czołowej przyniesie najbardziej oczekiwany efekt.

---

The attempt to methodology creation supported neurosurgical procedures of deformed skull correction, connected with craniosynostosis is presented in this paper. Typical treatment in such cases is connected with invasive operation. Up to now neurosurgeons during pre-operation planning of bones correction based on their own knowledge and experience supported by CT diagnosis. Modelling in biomechanics connected with new visualization methods gives new possibilities of engineer support for medical procedures. Three-dimensional model of deformed skull with trigonocephaly was created on the basis of CT scans with use of Mimics software. The model was transformed to FEM and used for suitable shape of forehead bone determination. Material properties of bones were assumed on the basis of experimental researches. The geometrical model was presented in 3-dimensional virtual reality. It helps to better imagine about the real shape of skull hidden under head skin and take the best decision how to operate the example of trigonocefalia.