​Ученые Томского политеха (ТПУ) создали материал для изготовления фантомов – физических моделей тела человека, на которых можно сделать пробную лучевую терапию и понять, насколько эффективна она будет для пациента; как пояснила РИА Томск эксперт, смеси на основе пластика и меди позволят имитировать разные ткани, для печати первого фантома необходим современный многоэкструдерный 3D-принтер.

Пробное облучение

"В сложных случаях, когда опухоль близка к критически важным органам, врачам хотелось бы сделать пробное облучение человека, чтобы понять, какая доза будет реально доставлена до очага новообразования, а какая может "задеть" здоровые ткани. На живом пациенте этого, конечно, не сделаешь", – пояснила инженер-исследователь Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Ангелина Красных.

Поэтому, по ее словам, для моделирования эффекта лучевой терапии используются фантомы. Обычно это примитивные физические модели, условно имитирующие тело человека, – аквариум с дистиллированной водой или набор пластин, сделанных из тканеэквивалентного материала. Медицинский физик направляет на них пучок излучения и затем c помощью дозиметра измеряет, на какую глубину и какая доза была доставлена.

"Но эти фантомы слишком универсальны, а, например, мышцы бабушки сильно отличаются от мышц спортсмена. Поэтому рассчитывать дозу облучения лучше для конкретного человека. Отсюда и возникла идея нашего коллектива (в него входят также Юрий Черепенников, Сергей Стучебров и Ирина Милойчикова) – разработать методику 3D-печати индивидуальных фантомов – на основе данных индивидуальной томограммы", – рассказала Красных.

Она пояснила, что для имитации разных тканей – мышц, жира, кости – исследователи разработали специальные составы филаментов ("нитей" для 3D-печати). В частности, добавляя к пластику медь в разных пропорциях, можно менять плотность материала.

Сейчас исследователи опробовали пять разных составов, все они были протестированы на медицинских томографах. В рамках этого проекта политехники тесно сотрудничают с НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра.


Инструмент для печати

По словам Красных, ученые сделали образцы, которые по плотности соответствуют костям, а это самая тяжелая ткань организма. Более легкие сделать проще.

"Дальше, зная по томограмме, какие нам плотности нужны, мы загружаем в 3D-принтер разные филаменты и печатаем фантом – полную имитацию конкретной части тела на основе томограммы. И уже на этом фантоме врачи могут тренироваться сколько угодно, подбирать точные дозы и углы излучения, чтобы нанести минимальный ущерб здоровым тканям", – сказала Красных.

Чтобы изготовить первый индивидуальный фантом, исследователям нужен современный многоэкструдерный принтер, который может одновременно печатать пятью-семью филаментами, а не одним. Его стоимость – до полумиллиона рублей, сейчас коллектив пишет заявки на гранты на финансирование покупки.

Похожие новости

  • 09/01/2017

    ТГУ создает 3D-фильм о раскопках курганов в тувинской Долине царей

    ​Сотрудники Томского госуниверситета (ТГУ) планируют в 2017 году выпустить фильм в 3D об археологических раскопках в тувинской Долине царей, сообщила РИА Томск завлабораторией "Артефакт" Ольга Зайцева.
    1243
  • 18/01/2019

    Томская апирантка создала IT-программу для картирования загрязненных водоемов

    ​Молодая исследовательница Биологического института ТГУ Владислава Перминова при поддержке программы «УМНИК» Фонда содействия инновациям работает над созданием информационной системы для картирования нефтезагрязненных континентальных водоемов.
    554
  • 04/10/2016

    В Airbus Safran Launchers заинтересовались созданным в Томске наноматериалом

    ​Airbus Safran Launchers (совместное предприятие авиакосмического концерна Airbus Group и французской корпорации Safran) заинтересовалась разработанной в Томском госуниверситете технологией получения наноматериала - легкого, как алюминий, и прочного, как сталь, сообщил завлабораторией высокоэнергетических и специальных материалов ВУЗа Александр Ворожцов.
    1440
  • 28/06/2016

    3D-технологии завоевывают мир

    ​Вслед за автомобилями с автопилотом на дороги выходят самоуправляемые маршрутки. Первенцем новой концепции стал микроавтобус "Olli", созданный компанией Local Motors в сотрудничестве с IBM.  Как сообщает 3Dtoday, Local Motors наиболее известна в качестве первого производителя 3D-печатных автомобилей, а IBM предоставила необходимое аппаратное и программное обеспечение для интеграции 3D-печатного транспорта в облачный искусственный интеллект IBM Watson.
    1892
  • 03/07/2017

    Абитуриенты Томского госуниверситета создали бота для Telegram, сообщающего результаты ЕГЭ

    ​Абитуриенты Владимир Лебедев и Денис Шарапов подали документы в ТГУ одними из первых. Для поступления они выбрали недавно созданный Институт прикладной математики и компьютерных наук. Такой выбор не был спонтанным - ребята давно уже занимаются программированием, а примерно месяц назад они создали бота для Телеграм, который сообщал о результатах ЕГЭ.
    1249
  • 06/07/2016

    В Томском политехе разработали агроробота

    Ученые Юргинского технологического института (ЮТИ) Томского политехнического университета вместе со студентами разрабатывают агроробота, который сможет пахать землю, обрабатывать растения от вредителей и косить траву.
    1580
  • 02/06/2017

    Алтайский госуниверситет встречает молодых ученых - участников Всероссийского конкурса СНО

    ​1 июня Алтайский государственный университет встречает участников III Всероссийского конкурса студенческих научных обществ и конструкторских бюро, в котором примут участие более 60 студенческих научных объединений со всей России.
    1503
  • 20/03/2018

    Способ активации нанопорошка алюминия, разработанный учеными ТПУ, вошел в 100 лучших изобретений России

    ​Способ активации нанопорошка алюминия путем термического воздействия, разработанный научным коллективом Томского политехнического университета, вошел в число ста лучших изобретений России за 2017 год.
    688
  • 14/03/2019

    Созданный в ТГУ «робот» помогает выбрать профессию через соцсеть

    ​Это приложение разработали доцент факультета психологии ТГУ Валерия Мацута, сотрудник Института человека цифровой эпохи ТГУ Артем Фещенко и представители компании Digital Human. В начале марта «Робот-профориентатор» дал рекомендации старшеклассникам во время главного профориентационного мероприятия весны – «Московского дня профориентации и карьеры».
    71
  • 07/08/2017

    Магистрант ТПУ будет разрабатывать алгоритмы для работы с большими данными

    ​Абитуриент Томского политехнического университета Алексей Кульневич - выпускник Северного (Арктического) федерального университета имени имени М. В. Ломоносова (г. Архангельск) - стал победителем олимпиады "Прорыв".
    1052