Skip to main content

Towards the simulation of breast surgical lumpectomy and surgery planning through an isogeometric numerical analysis approach

Article Category

Article available in the folowing languages:

Ocena efektu kosmetycznego po chirurgicznym usunięciu guza piersi

Nowotwory piersi we wczesnym stadium są często usuwane metodą lumpektomii, w wyniku której może dojść do deformacji piersi. Unijni naukowcy opracowali nowe narzędzie obliczeniowe, które jeszcze przed operacją pozwoli ocenić jej efekt kosmetyczny.

Badania podstawowe
Zdrowie

Rak piersi to jeden z najczęściej występujących nowotworów. W samej Europie rokrocznie wykrywa się pół miliona nowych przypadków. Leczenie raka piersi we wczesnym jego stadium obejmuje w głównej mierze chirurgiczne wycięcie guza bez usuwania gruczołu piersiowego (tzw. Lumpektomię) oraz ewentualną chemio- i/lub radioterapię. Po dokonaniu oceny efektu estetycznego operacji oszczędzających stwierdzono, że u około 6% pacjentek efekt ten jest nieodpowiedni, zaś około 30% operowanych kobiet jest niezadowolonych z wyglądu piersi po zabiegu. Z tego powodu uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu IBESUP zdecydowali się stworzyć narzędzia komputerowe pozwalające ocenić efekt kosmetyczny lumpektomii. Zespół IBESUP zaprogramował modele numeryczne zdolne do symulowania wyglądu piersi po operacji w trakcie całej rekonwalescencji. Opracowane zasady modelowania matematyczno-obliczeniowego w trójwymiarze pozwalają symulować deformacje tkanki piersi oraz proces regeneracji tkanek w okresie pooperacyjnym. Do modelowania wykorzystano dwie najbardziej wydajne metody numeryczne z zakresu mechaniki stosowanej: metodę elementów skończonych oraz analizę izogeometryczną. Efektywność i dokładność zaproponowanego modelu symulacyjnego sprawdzono z użyciem danych reprezentatywnych specyficznych dla każdego pacjenta. Badacze przeanalizowali dane numeryczne dotyczące gojenia i obkurczania się rany z uwzględnieniem geometrii piersi opracowanych na podstawie obrazów MRI pacjentek. Ostateczny przewidziany kształt piersi zweryfikowano, porównując przewidywania z dokumentacją fotograficzną z kontroli pooperacyjnych oraz skanami powierzchniowymi pochodzącymi od czterech pacjentek. Zespołowi IBESUP udało się osiągnąć ważny cel, jakim było stworzenie nowego, wiarygodnego symulatora do modelowania in silico wyników operacji oszczędzających piersi. Zaproponowane zasady modelowania obejmują również kwestie zmian związanych z procesami rekonwalescencji i gojenia się ran. Dodatkowo ten model symulacyjny może być wykorzystywany jako podstawa do dalszego rozwoju innych symulatorów chirurgicznych o istotnym znaczeniu klinicznym.

Słowa kluczowe

Ocena efektu kosmetycznego, lumpektomia, rak piersi, IBESUP, zasady modelowania

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania