Jak wykorzystujemy druk 3D w medycynie?
Druk 3D w medycynie przestaje być pojęciem abstrakcyjnym i coraz bardziej zyskuje na popularności – mówił dr hab. inż. Filip Górski z Politechniki Poznańskiej. Dodając, że według przewidywań, w ciągu najbliższych kilku lat druk 3D stanie się znacznie powszechniejsza w służbie zdrowia.
Druk 3D zyskuje coraz większą popularność w medycynie
.„Technologia druku 3D nie jest jeszcze, póki co, technologią popularną w służbie zdrowia. Gdyby na przykład komuś teraz przytrafiło się coś nieprzyjemnego – typu złamanie kończyny – to są raczej bardzo niewielkie szanse, że dostałby np. ortezę, czy usztywniacz wydrukowane w 3D. Podobnie, jeżeli chodzi o operacje chirurgiczne” – powiedział dr hab. inż. Filip Górski, prof. Politechniki Poznańskiej.
Dodał, że mimo to technologia 3D zyskuje coraz większą popularność, zwłaszcza na zachodzie Europy. „U nas też już bardzo dużo się dzieje w kwestii implementacji klinicznej, implementacji dla pacjentów, więc druk 3D w medycynie przestaje być pojęciem abstrakcyjnym, a coraz bardziej zaczyna zyskiwać na popularności. Według naszych przewidywań, w ciągu najbliższych kilku lat zapewne dokona się pewien przełom, że ta technologia trafi pod przysłowiowe strzechy w służbie zdrowia – przynajmniej na początek na pewno w prywatnych placówkach, natomiast później prawdopodobnie trafi też do takiej powszechnej opieki zdrowotnej” – zaznaczył.
Technologia 3D może się sprawdzić w każdej specjalizacji medycznej
.„Obecnie można rozgraniczyć pewne grupy. Pierwsza to wyroby zewnętrzne dla pacjentów, czyli np. usztywniacze, ortezy, protezy. To jest coś, czym ja się zajmuję wraz z moim zespołem. Skanujemy w 3D kończynę, lub np. brakującą kończynę jeżeli ktoś jest po amputacji, wytwarzamy wówczas uzupełnienie protetyczne. Wytwarzamy też usztywniającą lub korygującą ortezę czy to w przypadku złamań, czy w przypadku schorzeń długotrwałych, jak mózgowe porażenie dziecięce – i tego typu rzeczy wytwarza się relatywnie najłatwiej, bo z polimerów na nisko kosztowych drukarkach 3D” – opisał.
„Bardziej skomplikowane, ale też już coraz częściej stosowane, są pomoce śródoperacyjne, przedoperacyjne – czyli drukujemy np. jakiś fragment chrząstki, fragment kości, szablon – coś takiego, co ma lekarzowi pomóc przed operacją, lub w trakcie operacji. To również można wytworzyć z polimerów, potem trzeba wysterylizować, zabrać na salę operacyjną. Największym wyzwaniem jest drukowanie bezpośrednie tzw. implantów „szytych na miarę”, czyli to, co faktycznie wszczepia się pacjentowi, już najczęściej z materiałów metalicznych” – wskazał.
Pytany, co w jego opinii staje na drodze wdrożenia tej technologii na szeroką skalę w służbie zdrowia, dr Górski powiedział, że na pewno nie wynika to z obaw pacjentów.
„Z badań, które my prowadzimy, wynika, że pacjenci są raczej entuzjastycznie nastawieni do technologii druku 3D. Zwłaszcza, kiedy mówi się im, że jest to coś indywidualnego – bo to jest największą zaletą tej technologii, że wytwarzamy wyroby w pełni zindywidualizowane anatomicznie dla konkretnego pacjenta. Taka terapia, taka trochę „medycyna spersonalizowana” jest zawsze lepsza niż wyroby z półki, więc pacjenci są do tego dość entuzjastycznie nastawieni” – podkreślił.
Wyzwania stojące przed medycyną
.„Wyzwania są oczywiście takie jak zawsze, jak wszędzie, czyli koszty. Wytwarzanie np. implantów metalicznych to są olbrzymie koszty; zakup maszyny może wynieść ok. miliona euro, dodatkowo koszty materiałów. Kwestia certyfikacji to jest też bardzo duży problem, taki trochę biurokratyczny, związany z tym, że nie do końca wiadomo jeszcze w jaki sposób te wyroby należy traktować i są pewne bariery wynikające jakby z wdrożenia klinicznego. Jest też problem organizacyjny, związany z upowszechnieniem tej technologii. Łatwiej jest upowszechniać rozwiązanie informatyczne w opiece zdrowotnej, natomiast takie rozwiązania, które zakładają w pewnym sensie produkcję czegoś w szpitalach, bo tak też można do tego podchodzić, czy produkcję czegoś na zlecenie szpitali, ale w trybie ciągłym – tych kwestii nie mamy jeszcze wypracowanych” – dodał.
Ekspert zaznaczył, że takie rozwiązania nie są też jeszcze wypracowane w innych państwach. Wskazał, że „taki model pewnie trzeba będzie wypracować czy to na zasadzie drukowania 3D przy łóżku pacjenta, czyli wówczas maszyna do drukowania 3D musiałby się znaleźć w szpitalu. Czy na zasadzie wyspecjalizowanych firm, które obsługują szpitale, dostarczają im te wyroby tak jak dzieje się to dzisiaj w przypadku takich wyrobów standardowych”.
„Pewnie w najbliższych latach będziemy nad tą organizacją się pochylać jako całe środowisko inżynierów biomedycznych, bo technologia w zasadzie w dużej mierze jest prawie gotowa do wdrożenia klinicznego w wielu aspektach” – podkreślił.
W opinii eksperta upowszechnienie druku 3D w medycynie to na pewno nie jest odległa przyszłość „Mamy dopiero dekadę, która upłynęła od pierwszego powiedzmy praktycznego użycia tych technologii (w medycynie -), więc myślę, że to będzie kolejna dekada – staram się być optymistą w tym zakresie” – powiedział.
Nowe technologie w ochronie zdrowia
.Technologie na pewno nie zastąpią w przyszłości lekarzy, ale lekarze, którzy będą po nie rozsądnie sięgać, zastąpią tych, którzy nie będą tych technologii w ogóle używać – pisze prof. Michał KLEIBER na łamach „Wszystko co Najważniejsze”.
Nikt nie wątpi, że sytuacja ekonomiczna kraju, przesądzająca o możliwościach budżetowego finansowania różnych obszarów życia publicznego, ma istotny wpływ na zdrowie obywateli. Prawdziwa jest jednak także zależność odwrotna – zdrowie publiczne ma znaczący wpływ na gospodarkę. Dbałość o zdrowie nie jest więc wyłącznie kosztem dla budżetu, ale przekłada się wprost na rozwój gospodarczy kraju.
Im zdrowsze jest bowiem społeczeństwo, tym efektywniejsza praca jego obywateli, niższa absencja chorobowa, mniejsze problemy z dbałością o wychowanie dzieci i większy optymizm przy podejmowaniu nowych wyzwań. Podwyższanie wydatków na ochronę zdrowia, obok oczywistej empatii dla cierpiących, służy nam wszystkim, także tym (jeszcze) zupełnie zdrowym. Musimy jednak pamiętać, że wzrostowi budżetu na ochronę zdrowia zawsze musi towarzyszyć umiejętne zarządzanie całym systemem, niełatwe ze względu na wiele aspektów jego bardzo złożonej struktury, w tym m.in. na brak precyzyjnych danych dotyczących kosztowej efektywności świadczonych usług.
Narastające wyzwania w ochronie zdrowia uświadomiliśmy sobie wszyscy ze szczególną mocą w okresie pandemii COVID-19. Do spraw służących poprawie systemu od dawna uznawanych za kluczowe, takich jak upowszechnianie wiedzy o zdrowiu i wspomaganie profilaktyki zdrowotnej, zaliczyć należy dzisiaj z pewnością także racjonalne wdrażanie nowych technologii, powstających na bazie interdyscyplinarnych badań naukowych.
Wyzwania związane z wykorzystywaniem w diagnostyce i terapii pojawiających się nieustannie nowych technologii są olbrzymie, choć nie wolno zapominać o antynomiach, czyli zagrożeniach niesionych przez niedostatecznie przemyślane wdrażanie nowych rozwiązań. Wymieńmy choćby parę spośród wielu obszarów stosowania nowych technologii w opiece zdrowotnej.
SI w ochronie zdrowia oznacza wykorzystywanie zaawansowanego oprogramowania naśladującego poznawcze zdolności człowieka do analizy danych medycznych i sugerowanie na tej podstawie diagnozy i ewentualnych działań leczniczych. Innymi słowy, SI jest zdolnością komputerowych algorytmów do formułowania przydatnych dla lekarzy opinii w złożonych problemach medycznych. Zastosowania SI różnią się istotnie od tradycyjnych metod medycyny możliwością pozyskiwania wielkiej liczby informacji, ich przetwarzania i podejmowania na tej podstawie działań. Fundamentalną cechą stosowanych algorytmów jest ich zdolność do uczenia się na drodze rozpoznawania cech charakteryzujących przetwarzane dane i tworzenia na tej podstawie opinii na temat analizowanego problemu.
Ważnym efektem stosowania SI w ochronie zdrowia jest możliwość dostarczania analiz opisujących relacje między diagnozą i zastosowaną terapią a najbardziej prawdopodobnym rezultatem leczenia. Dysponujemy dzisiaj terabajtami danych pochodzących z badań klinicznych, szeroko rozumianej praktyki medycznej, firm ubezpieczeniowych oraz aptek, dotyczących wszelkich dręczących ludzi dolegliwości. Naukowcy i praktykujący lekarze korzystają oczywiście od zawsze z takich informacji, ale możliwości ich pełnej analizy przez najlepiej nawet przygotowanych badaczy są ze względu na ilość danych, ich złożoność i brak wypracowanej struktury z natury rzeczy bardzo ograniczone. W sukurs przychodzi właśnie sztuczna inteligencja.
Metody SI weszły już do standardów badawczych w wielu różnych obszarach medycyny. Przykładami ilustrującymi aktualne osiągnięcia w tym zakresie mogą być opracowane ostatnio oprogramowanie pozwalające z dokładnością 70-80 proc. wskazać wśród osób zarażonych koronawirusem te z nich, u których rozwinie się ciężka postać COVID-19, lub system typujący z dokładnością 95 proc. osoby, które zachorują w ciągu swego życia na cukrzycę. Takie procesy, zwane analityką predykcyjną, budzą obecnie duże zainteresowanie w świecie medycyny. Możliwości SI na tym się oczywiście nie kończą i daleko wykraczają poza diagnostykę tego typu.
.Sztuczna inteligencja zaczyna odgrywać coraz większą rolę w realizacji idei indywidualnego traktowania pacjentów, czyli w rozwoju personalizacji leczenia. Amerykańscy badacze opracowali program analizujący rozległe dane kliniczne i pozwalający szybko zaplanować u konkretnego pacjenta radioterapię nowotworu, co ma ogromne znaczenie dla skuteczności leczenia. SI wspomagać będzie z pewnością działania na rzecz szybszego wprowadzanie na rynek nowych, doskonalszych leków. Są już tego przykłady, jak zastosowanie przez amerykańskich badaczy zaawansowanych metod uczenia maszynowego do opracowania nowego antybiotyku zwalczającego bakterie. Ze względu na fakt, że wprowadzenie nowego leku na rynek kosztuje dzisiaj średnio prawie trzy mld dolarów, a 90 proc. opracowywanych propozycji przepada w różnych fazach badań klinicznych, powodując marnotrawstwo środków, potencjał SI jest bardzo duży, algorytmy uczenia maszynowego mogą bowiem przeanalizować miliony związków, zawężając opcje do konkretnego celu poszukiwań.
PAP/ Anna Jowsa/ Wszystko co Najważniejsze/ LW
