Математика в помощь: ученые вуза Волгограда создали «цифровой двойник» роговицы глаза

Медицина / Общество Автор: Лариса Лазуко 13.12.2024, 21:42

Новые технологии в помощь врачу. Офтальмологи взяли на вооружение разработку, где работает математика. Как труд ученых ВолгГТУ позволяет более эффективно лечить патологию роговицы глаза.

То, что нельзя увидеть, можно вычислить. Ученые ВолгГТУ в помощь офтальмологам создали «цифровой двойник» роговицы глаза. Разработка проходила на кафедре сопротивления материалов. Это самый необычный материал, с которым доводилось работать.

Чаще всего здесь имеют дело с железом, конструкциями. Впрочем, с помощью математики можно описать что угодно, и роговицу глаза тоже.

«Это тоже материал, биологический. По сути оболочка, сфера, купол. Методы решения одни и те же, решаем задачи – что металлическую крышу на планетарии считать, что эту роговицу», – отметил заведующий кафедрой сопротивления материалов ВолгГТУ, доктор технических наук Игорь Захаров.

У биологических материалов свои особенности, прежде всего, индивидуальность! Даже у одного человека правый и левый глаз отличаются. Кератоконус – болезнь молодых людей, при которой волокна роговицы деградируют. В результате ее сферическая форма вытягивается, превращаясь в конус. Как через такое смотреть! Изображение размывается, двоится.

Первый шаг к восстановлению нормального зрения – сам дефект нужно отыскать на тончайшей прозрачной роговице. По запросу офтальмологического центра ученые волгоградского вуза разработали ее цифровую компьютерную модель. В клинике на специальных приборах с глаза снимаются необходимые параметры, а дальше «дело техники», точнее, математики.

«При заболевании в локальной небольшой зоне происходит падение свойств, падение жесткости материала, и модель позволяет отыскать эту область, где она на глазу расположена, и врачу подсказать», – объяснил заведующий кафедрой сопротивления материалов ВолгГТУ, доктор технических наук Игорь Захаров.

Что буквально позволяет попасть «в самую точку». На ослабленную зону офтальмологи воздействуют ультрафиолетом или укрепляют ее имплантом. «Цифровой двойник» позволяет еще до операции отработать ее ход виртуально, прогнозировать результаты вмешательства.

«Здесь модель одного из пациентов. Мы просчитали около 120 различных вариантов конкретно для него. С разными параметрами операции, по-разному устанавливали этот имплант, разной формы, разных размеров», – рассказал заведующий кафедрой сопротивления материалов ВолгГТУ, доктор технических наук Игорь Захаров.

Задача врача – выбрать из предложенных вариантов наиболее оптимальный для конкретного пациента. В то время как в реальности – одна попытка на живом человеке, без права на ошибку. Это направление в офтальмологии обещает стать перспективным. Разработка уже внедряется в практику. Нескольким десяткам пациентов «цифровой двойник» роговицы уже помогает видеть мир в его реальных очертаниях.