Kilka dni temu informowaliśmy o wydrukowaniu w Elblągu modelu 3D serca małego dziecka, które umożliwi kardiochirurgom z Gdańska przeprowadzenie skomplikowanych operacji. Dzisiaj zapraszamy do lektury wywiadu z osobą, która ten model wykonała. Poznajcie pasje dr. inż. Henryka Olszewskiego, wykładowcy Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej w Elblągu.
- Od 10 lat zajmuję się biomechaniką, w której to dziedzinie publikuję i tworzę różnego rodzaju prace. Pierwsze modele, jakie stworzyłem, to były modele kości, układu kostnego.
Latem zgłosił się do mnie mój były student Wojtek, którego rodzinę dotknęło nieszczęście. Jego 11-miesięczny synek ma bardzo duże problemy kardiologiczne, w jego organizmie nie wyodrębniła się tętnica łącząca serce z płucem i konieczna jest operacja, ratująca życie tego dziecka. Wojtek o tym, że zajmuję się biomechaniką dowiedział się od mojej byłej studentki, która pracuje w jego firmie. W ten sposób trafił do mnie.
Dostałem od Wojtka zestaw zdjęć, w formacie dicom, tomografii komputerowej jego syna z wielką prośbą, żeby zbudować na ich podstawie model trójwymiarowy serca, który by ułatwił lekarzom podjęcie decyzji dotyczącej przebiegu operacji. Chodziło o to, by znaleźć takie miejsce w ciele dziecka, które byłoby jak najbardziej obszerne, by elastyczna rurka którą chcieli połączyć serce z płucem była jak najdłuższa, by wraz z przyrostem ciała dziecka nie trzeba było wykonywać co chwilę kolejnych zabiegów. To miejsce dzięki wykonanemu przeze mnie modelowi udało się znaleźć.
- Ile czasu zajęło Panu modelowanie?
- Poświęciłem na to całe lato. Przy okazji udało się wyodrębnić nie tylko serce, ale także płuca. Wojtek wydrukował je na drukarce Optic 3D. Są tak zrobione, że gdy lekarze je przecięli, w środku widać było rozkład wszystkich naczyń.
Takie modele robiłem pierwszy raz w życiu, musiałem dostosować swoje algorytmy. Dotychczas wykonywałem modele kości, co jest o wiele łatwiejsze, bo jest duża różnica stopni szarości niż w przypadku tkanek miękkich.
- Jak zorientować się, gdzie i co znajduje się na zdjęciu z tomografu, jak wygląda każdy szczegół?
- Zdjęcia z tomografu to w języku medycznym tak zwane slice'y (plasterki – red.). Są to przekroje ciała ludzkiego, wykonywane co pewnie odcinek. Slice'y są ze sobą łączone w powłoki o różnych stopniach szarości. Różnice stopni szarości są najbardziej głębokie między kośćmi, a całą resztą ciała i to łatwo wyodrębnić, ale żeby wyodrębnić naczynia wewnątrz płuc, to trzeba się trochę pomęczyć. Trzeba analizować histogramy rozkładów i wyławiać niewielkie różnice, które definiują poszczególne organy.
- Rozumiem, że to nie jest kwestia ludzkiego oka, tylko raczej wyższej matematyki?
- Tak, to jest typowo matematyczna obróbka, bez algorytmów nie da rady, tym bardziej że te modele są potężne, zajmują gigabajty pamięci, ilość przetwarzanych informacji jest potężna.
- Dlaczego to, co Pan zrobił, jest takie wyjątkowe? Ktoś wcześniej wpadła na taki pomysł?
- Wyodrębnianie w ten sposób kości jest już przez naukowców rozpracowane. Ale wyodrębnianie tkanek miękkich jeszcze nie do końca. Z informacji, które otrzymałem od lekarzy z Gdańska wynika, że najbliższy ośrodek w Europie, który się tym zajmuje, znajduje się we Włoszech. Gdyby lekarzom z Gdańska nie udało się tego problemu rozwiązać w Elblągu, to musieliby zwrócić się do Włochów, a to pod względem kosztów, a przede wszystkim czasy byłoby niekorzystne. Operacja musiała być wykonana jak najszybciej.
- A ile Pana modele kosztowały?
- Nie wiem. Ja to zrobiłem dla tego dziecka, żadnych kosztów nie zamierzam określać. Tym bardziej że to dziecko mojego byłego studenta.
- Ile czasu trwa wydruk takiego modelu na drukarce 3D?
- Wydruk płuca na drukarce Microprint – 56 godzin. Dlaczego tak długo? Liczy się dokładność, a w tym przypadku wynosi ona jedną czwartą milimetra. Drukujemy nie tylko model, ale także podporę, tak zwany support, która podtrzymuje model w przestrzeni, bo inaczej wszystko by się rozpadło w trakcie wydruku. Po wydrukowaniu model zanurzany jest w roztworze zasadowym , który rozpuszcza podporę i mamy wtedy tylko i wyłącznie materiał rodzimy, czyli tkanki.
- Nie obawia się Pan, że teraz ustawi się do Pana kolejka chętnych?
- No nie wiem... Są prowadzone rozmowy na temat współpracy między PWSZ za szpitalem św. Wojciecha na Zaspie. Jeśli się ona rozwinie, to jak najbardziej służę swoją osobą, tym bardziej że cel jest tak ważny – ratowanie życia dzieci. Mam nadzieję, że powstaną kolejne modele...
- Jakie jeszcze dziedziny życia wspomaga Pan swoim naukowym talentem?
- Od lat zajmuję się dronami, buduję te urządzenia, filmuję okolicę za ich pomocą. Dzisiaj
miałem na przykład spotkanie z elbląską policją na temat współpracy dotyczącej budowy dronów i świadczenia usług na przykład podczas imprez masowych czy poszukiwań zaginionych osób.
Drony buduję ze swoim byłym studentem Markiem Szypulewskim, które wiele lat temu zaraziłem tą pasją i tak zostało. Razem zbudowaliśmy już osiem dronów, nazywamy jest HOMS, od naszych inicjałów. Ostatnią konstrukcją, którą stworzyliśmy, jest potężny heksakopter o udźwigu do 3,6 kg, czasie lotu 40 minut i rozstawie 1,5 metra. Każdy dron jest dostosowany do innych zadań. Jeśli do poszukiwań, to czas lotu jest dłuższy, jeśli do filmowania – to krótszy, 15 minut wystarczy.
Rafał Gruchalski