Rozwiązania do modelowania 3D z pakietu Autodesk Product Design Suite posłużą przede wszystkim do realizacji prac związanych z robotem kardiochirurgicznym, projektowania elementów wyposażenia wirtualnej sali operacyjnej, oraz, mającym zastosowanie edukacyjne, trenażerem do wideochirurgii. Pakiety symulacyjne z kolei będą wykorzystywane przy projektowaniu robota kardiochirurgicznego, symulacjach przepływu krwi przez zastawkę mechaniczną oraz symulacjach wybranych procedur kardiochirurgicznych z wykorzystaniem oddziaływania płyn-ścianka (w połączeniu z oprogramowaniem Ansys).

„Możliwość cyfrowej symulacji procedur kardiochirurgicznych pozwala odpowiedzieć na pytanie jak zmienią się parametry układu krążenia po zastosowaniu wybranej procedury medycznej, pozwala dobrać optymalny sposób postępowania w konkretnym klinicznym przypadku.” – mówi dr inż. Zbigniew Małota, kierownik Pracowni Biocybernetyki Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii w Zabrzu. „Cyfrowe prototypowanie pozwala zoptymalizować model numeryczny zanim powstanie prototyp fizyczny, upraszcza także proces podejmowania decyzji dzięki zaawansowanej wizualizacji modelu” - dodaje mgr inż. Wojciech Sadowski.

Pracownia Biocybernetyki Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii korzysta z rozwiązań Autodesk od 2004 roku.

Projekty realizowane w pracowni Biocybernetyki Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii z wykorzystaniem rozwiązań Autodesk

Robot kardiochirurgiczny

Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii prowadzi unikalny w Europie projekt zmierzający do powstania robota kardiochirurgicznego. Rezultatem prac są modele i prototyp polskiego robota kardiochirurgicznego Robin Heart, który ma strukturę segmentową, umożliwiającą zestawienie sprzętu do różnych typów operacji. Istotą działania stworzonego w instytucie robota jest ułatwienie chirurgowi prowadzenia operacji na sercu. Lekarz zamiast wykonywać operacje kardiochirurgiczne własnoręcznie za pomocą skalpela i innych narzędzi, korzysta z dokładności ruchów robota. Specjalna, sterowana głosem kamera przekazuje chirurgowi powiększony obraz operowanego narządu. Lekarz wykonując ruchy manetką robota precyzyjnie kieruje narzędziami chirurgicznymi. Projekt robota powstaje przy wykorzystaniu Autodesk Inventor.

Wirtualna sala operacyjna 3D

Zadaniem wirtualnej sali operacyjnej jest odwzorowanie pracy robotów wykorzystywanych w operacjach serca. Stosując technologię wirtualnej rzeczywistości wykonano interaktywny model sali operacyjnej wyposażonej w telemanipulatory chirurgiczne Robin Heart. Model pozwala na symulację procedur chirurgicznych w czasie rzeczywistym, dzięki czemu może służyć jako zaawansowane stanowisko szkoleniowe przyszłych lekarzy chirurgów. Autodesk Inventor oraz Autodesk 3d Studio Max posłużyły do przygotowania modeli narzędzi i urządzeń chirurgicznych, które znalazły się w wirtualnej sali operacyjnej.

Trenażery

Opracowane w FRK trenażery do wideochirurgii umożliwiają szkolenia, podczas których chirurdzy będą mogli bezpiecznie doskonalić zarówno umiejętności manualne, obsługę narzędzi laparoskopowych, umiejętności praktyczne oraz decyzyjne z zakresu nowoczesnych technik operacyjnych. Zapewniają nabycie umiejętności istotnych i niezbędnych do wykonywania różnych operacji i pozwalają na rozwój koordynacji wzrokowo-ruchowej podczas typowych manualnych czynności, takich jak szycie, cięcie, odpowiednie wprowadzenie i ułożenie narzędzi, uchwycenie tkanki, igły itp. Symulatory wpływają na poprawę bezpieczeństwa wykonywanych przez chirurga operacji. Ułatwiają ocenę przez nadzorującego chirurga nabytych podczas szkolenia umiejętności oraz pozwalają na ilościową weryfikację m.in. ekonomiki i celowości ruchów, czasu, liczby popełnionych błędów itp. Stanowiska docelowo znajdą zastosowanie w procesie szkolenia przyszłych lekarzy chirurgów. Projekt trenażera został przygotowany w Autodesk Inventor, w przyszłości do rozwoju urządzenia posłuży również Autodesk Alias.

Do wizualizacji wyżej wymienionych projektów posłuży Autodesk VRED oraz Autodesk Showcase z pakietu Autodesk Product Design Suite.

Informacje o Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii

Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii w Zabrzu założona została w 1991 roku z inicjatywy i pod kierunkiem prof. Zbigniewa Religi. W Instytucie trwają prace nad rozwojem najnowszych metod leczenia kardiochirurgicznego wykorzystujących wiedzę inżynierską i medyczną.

Prowadzone są zaawansowane programy badawcze umożliwiające wdrożenie kliniczne biologicznej zastawki serca, sztucznego serca i robota kardiochirurgicznego. Obok działalności naukowo-badawczej i wdrożeniowej Fundacja prowadzi także rozwinięty program szkoleniowo – stypendialny dla polskich i zagranicznych lekarzy.

Pracownia Biocybernetyki Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii im. prof. Zbigniewa Religi jest miejscem projektowania, wytwarzania i wstępnej weryfikacji elementów protez układu krążenia, telemanipulatorów, stanowisk badawczo-naukowych oraz testów laboratoryjnych w obszarze bioinżynierii i kardiochirurgii. Wyposażenie pracowni umożliwia wykonywanie projektów oraz badań z zakresu mechaniki płynów, badań wytrzymałościowych, analizy i przetwarzania obrazów, wizualizacji 3D, projektowania sterujących układów elektronicznych, hydraulicznych oraz układów z zakresu automatyki i robotyki. Prowadzone są również badania w zakresie nowych metod leczenia wybranych wad układu krążenia oraz innowacyjnych metod wspomagania i planowania procedur kardiochirurgicznych.

www.autodesk.pl