Камерон Андервуд получил новое лицо 6 января 2018 года. К моменту окончания операции все, что было ниже глазниц Андервуда, было заменено на лицо донора органов Уильяма Фишера.
Пересадка лица - это именно то, на что похоже: замена обезображенного лица одного человека на целое, неповрежденное лицо совсем недавно умершего человека. Эдуардо Родригес, пластический хирург и специалист по пересадке лица в медицинском центре NYU Langone в Нью-Йорке, который проводил операцию Андервуд, настаивает, что эта операция - способ дать таким пациентам "второй шанс на жизнь". Без нового лица такие пациенты, как Андервуд, испытывают большие трудности с речью, глотанием, едой, самовыражением, а также со всеми другими вещами, которые мы делаем с помощью лица и о которых никогда не задумываемся.
Врач из Франции провел первую успешную операцию по пересадке лица в 2005 году. С тех пор в мире было проведено еще только 40 таких операций. Родригес провел три из этих операций, включая операцию Андервуд.
Пересадка лица - идеальное место для объединения медицины с растущим миром 3D-печати и визуализации. Во время операции Кэмерона Андервуда все - от планирования, печати инструментов и точного выравнивания лица во время операции - основывалось на новейших медицинских технологиях.
Построение цифровой модели лица
После самострела Андервуду пришлось заменить кости верхней и нижней челюсти, десны и все 32 зуба, а также крышу и дно рта, часть языка, нижние веки, щеки, нос и часть носового прохода. В оставшиеся лицевые кости были ввинчены металлические пластины - дело рук хирургов, пытавшихся залатать его сразу после инцидента. Его речь была затруднена и приглушена. Для приема пищи он пользовался питательной трубкой, а для дыхания - отверстием в шее. Большую часть времени он носил хирургическую маску, чтобы избежать удивленных взглядов.
Перед проведением операции Родригес и его команда сделали компьютерную томографию лица Андервуда. Компьютерная томография, также известная как CAT-сканирование, снимает рентгеновские лучи под разными углами, чтобы создать картину костей, тканей и полостей в любой области тела, в данном случае в голове. Сканер может отобразить внутреннюю часть головы в виде двухмерных "срезов" каждой области. Перелистывая срезы, можно получить представление о том, что происходит с основой архитектуры лица.
Но для такой детальной операции, как эта, одной компьютерной томографии недостаточно. Точность, особенно в выравнивании лица, является ключевым моментом в операции по пересадке лица. Поэтому они отправили снимки КТ в компанию из Мичигана под названием Materialise. Эта компания специализируется на создании программного обеспечения и приложений для 3D-печати и разработала целую практику, связанную с медицинскими инструментами. Инженеры Materialise взяли срезы с КТ и преобразовали их в цифровую трехмерную модель лица Кэмерона Андервуда, которую Родригес мог использовать для тщательного планирования каждого элемента операции.
Часть обычного процесса 3D-печати включает в себя получение трехмерной цифровой модели и преобразование ее в файлы срезов, которые принтер может затем прочитать и использовать для создания физического изображения слой за слоем, говорит Брайан Кратчфилд, вице-президент и генеральный менеджер компании Materialise в Северной Америке. В компании Materialise поняли, что они могут обратить этот процесс, используя аналогичное программное обеспечение для преобразования файлов срезов, например, полученных с помощью компьютерного томографа, в трехмерные визуализации.
Камерон Андервуд получил новое лицо 6 января 2018 года. К моменту окончания операции все, что было ниже глазниц Андервуда, было заменено на лицо донора органов Уильяма Фишера. 3D-печать инструментов для замены лица
После создания цифровой 3D-модели Родригес мог использовать ее для определения того, как именно он хочет удалить большую часть лица Андервуд и прикрепить чужую. Чтобы помочь в планировании и последующей операции, компания Materialise напечатала физическую анатомическую модель лица с помощью SLA-принтера, который снова и снова облучает жидкую смолу ультрафиолетовым лазером для создания точной анатомической модели, говорит Кратчфилд.
Они также напечатали направляющие для резки, которые Родригес закрепил на лице Андервуда во время операции, чтобы убедиться, что он сделал разрез именно в том месте, где планировал. Режущие направляющие должны были быть намного прочнее модели, поэтому инженеры Materialise использовали 3D-принтер SLS, который использует более прочный материал, чем стандартные 3D-принтеры, применяя "по сути белую, почти тальковую [консистенцию], распределенную в нагретой камере", - говорит Кратчфилд. По его словам, инфракрасный лазер плавит порошок слой за слоем, постепенно наращивая деталь.
Сделать все заново - всего за 24 часа
Самой большой неизвестной в практически любой операции по пересадке является наличие донорского органа. Когда возможный донор найден, у врачей есть всего несколько часов, чтобы определить, подходит ли этот орган их пациенту, и приступить к операции. Если они будут ждать слишком долго, они не смогут сохранить орган живым, и трансплантация не состоится.
Для подготовки к последнему этапу Родригес и его команда в NYU Langone, а также его партнеры из Materialise провели семь пробных операций на трупах. Каждая операция проводилась как настоящая, что означало сканирование трупа-"донора", отправку информации о нем в компанию Materialise, которая быстро создавала цифровую 3D-модель, консультировалась с Родригесом для построения и корректировки хирургического плана, затем как можно быстрее печатала направляющие для резки и отправляла их за ночь из Мичигана в Нью-Йорк.
LiveOnNY, организация по закупке органов в районе Нью-Йорка, выявила возможного донора органов Уилла Фишера в начале января 2018 года. Родригес и команда Materialise начали действовать, перевезли Фишера в NYU Langone, где отсканировали его лицо и отправили изображения в Materialise. Родригес и Сухиндер Билкху, который руководит клинической группой Materialise в Северной Америке, использовали быстро созданную цифровую 3D-модель лица Фишера для планирования его половины операции. Затем компания Materialise начала печатать модель и направляющие для резки.
По счастливой случайности, когда Родригес осматривал Фишера и готовился к операции, на Нью-Йорк обрушился "Бомбовый циклон". Андервуд едва успел добраться до Нью-Йорка из своего дома в Калифорнии. Два преданных делу инженера из Materialise сели в машину и отвезли свежеотпечатанные направляющие для резки из Мичигана в Нью-Йорк. Весь процесс - от получения данных до доставки направляющих - занял всего 24 часа, говорит Билкху.
Приступая к делу
5 января 2018 года Родригес приступил к операции по пересадке лица. В операционном зале хирург использовал еще более современные средства визуализации, чтобы каждый разрез и шов проходил в точном, заранее определенном месте. Родригес прикрепил к черепу Андервуда устройство, которое может проецировать изображение внутренней части его головы на мониторы в операционной. Он сравнивает эту систему с GPS в автомобиле, только вместо этого он ориентируется внутри чьей-то головы. Родригес может использовать тонкую, похожую на карандаш палочку, чтобы прикоснуться к части черепа, и изображение этой точки появится на мониторе. Это позволило ему убедиться в том, что каждая деталь находится точно в нужном месте.
После наложения последнего шва Родригес отвез Андервуда прямо в операционную на компьютерном томографе, чтобы подтвердить выравнивание лица. До появления хирургического сканера пациенту приходилось либо дольше находиться под наркозом, чтобы отправиться на компьютерный томограф в другую часть больницы для проверки выравнивания, либо просыпаться после операции, проходить сканирование и снова ложиться под наркоз, если что-то было не так.
Тем временем технические специалисты из NYU Langone отправили 3D-модель донора Уильяма Фишера в расположенную неподалеку LaGuardia Studios - центр цифровых медиауслуг, специализирующийся на 3D-сканировании и печати. Художники LaGuardia напечатали реалистичную, синтетическую копию лица Фишера. Маска была наложена на тело Фишера перед тем, как его тело вернули семье.
По словам Родригеса, даже за последние несколько лет технологии, доступные для проведения подобных операций, стремительно улучшились. Благодаря более совершенной 3D-печати, визуализации и другим инструментам, врачи могут работать еще быстрее и с еще более высокой точностью, чтобы придать нуждающимся людям еще более совершенные лица. Тем не менее, необходимые ресурсы, такие как специально обученные врачи и зарегистрированные доноры, все еще не очень распространены. Возможно, с развитием технологий этот вид лечения станет более доступным для тех, кто в нем нуждается.
"Я хотел бы сказать, что в хирургии произошло так много удивительных достижений, я живое тому доказательство", - сказал Кэмерон Андервуд на пресс-конференции в прошлом месяце, когда он явил миру свое новое лицо. "Но это происходит только благодаря таким особенным людям, как Уилл и его семья. Спасибо вам".