Skoliózu lze charakterizovat jako trojrozměrnou deformitu se sklonem a posunem obratlů. „Skolióza je nejčastější deformita páteře v dětském věku. Jenom její včasná léčba může zásadně ovlivnit potíže v dospělosti. Výsledky konzervativní terapie bohužel vždy nestačí, při určitém stupni zakřivení je tedy nutné přistoupit k operaci,“ vysvětluje MUDr. Milan Filipovič, Ph.D., z Ortopedické kliniky Fakultní nemocnice Brno a LF MU. V případě progredující deformity je proto nezbytné zasáhnout operativně co nejdříve, dokud je zasažená oblast co nejmenší. K tomu přispívá prostorová analýza silového zatížení deformované páteře, která dokáže navést k co nejefektivnější variantě možné nápravy s co nejmenším zásahem, což je pro léčbu zásadní a zvyšuje se tím pravděpodobnost, že se páteř bude vyvíjet v normálních intencích.

S nápadem a požadavkem vytvořit trojdimenzionální model dětské páteře, který by operatérovi napověděl, jak by operace měla přesně vypadat, aby zákrok zasáhl co nejmenší úsek páteře a neovlivnil tak její další růst, přišel doktor Filipovič oslovit kolegy z VUT. „S Fakultní nemocnicí Brno spolupracujeme dlouhodobě, výsledkem je řada zajímavých projektů. V tomto případě jsme se žádostí u Agentury zdravotnického výzkumu uspěli před čtyřmi lety. Naším úkolem bylo zpracovat získaná data z CT a magnetické rezonance s použitím umělé inteligence. Výzkumníci z Ústavu teoretické a experimentální elektrotechniky a Ústavu telekomunikací nejdříve optimalizovali metody obrazové segmentace, aby mohli vytvořit 3D model páteře. S modelováním rozložení mechanických sil jim poté pomohli kolegové z Fakulty stavební,“ shrnul zapojení brněnské techniky do projektu jeho vedoucí projektu doc. Ing. Jan Mikulka, Ph.D., z Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií VUT.

Do projektu bylo zařazeno 14 malých pacientů ve věku do 10 let. Pacienti byli několikrát nasnímání magnetickou rezonancí pro získání dostatku dat. Vytvořené prostorově přesné modely páteře se následně tiskly na půdě Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií na speciální plnobarevné 3D práškové tiskárně vždy ve dvou vyhotoveních. 

Důvodem pro vytvoření dvou modelů je možnost si na jednom celý zákrok předem naplánovat a fyzicky vyzkoušet. Druhý model pak pomáhá v orientaci přímo na operačním sále, kde doplňuje standardní 2D snímky na obrazovkách. Celým tímto procesem se výrazně omezuje počet provedených chirurgických zákroků a snižuje riziko během výkonu z důvodu patologických změn způsobených skoliózou. Celkem bylo provedeno 14 operací, kde byly modely použity, s dalšími pacienty a operacemi s tímto postupem se počítá až po nějaké době.

„Nejdřív chceme uzavřít stávající skupinu pacientů, abychom s určitým časovým odstupem mohli porovnat dosažené výsledky operace. Do budoucna bychom navíc rádi zcela nahradili CT vyšetření magnetickou rezonancí s cílem vyhnout se rentgenovému záření a celkově ještě více snížit zátěž pacienta,“ dodává MUDr. Filipovič.