אירועי 7 באוקטובר ומלחמת "חרבות ברזל" תפסו את אנשי צוות מרכז לוין לחדשנות כירורגית והדפסות תלת ממד באיכילוב בעצימות מלאה ובמוכנות להסתער על האתגרים המורכבים שמצפים להם בחדרי הניתוח. המרכז בהובלתו של ד"ר שלמה דדיה, מומחה באורתופדיה אונקולוגית, הביא בשנה האחרונה מהמעבדה אל חדרי הניתוח מגוון פיתוחים כמו מודלים, משתלים, אמצעי עיגון והשלמת חוסרים בגוף. אלה מאפשרים לכירורגים בתחומי אורתופדיה, נוירוכירורגיה, כירורגיה פלסטית, כירורגיית פה ולסת ועוד לבצע ניתוחים מדויקים יותר, עם תוצאות שישפרו את איכות החיים של הפצועים והמנותחים ואפילו יצילו את חייהם.
צוות המרכז כולל רופאים, מהנדסים, חוקרים ומעצבים תעשייתיים. חלק מהם עובדים בחברת Synergy3DMed, המתמחה בהדפסות תלת ממד ופיתוח אב טיפוס. כולם יחד יודעים להצעיד את הניתוח צעד אחד קדימה, אפילו שניים, ולהציע את הפיתוחים בהתאמה אישית לכל מקרה, לכל חייל, לכל פצוע, לכל אדם.
עובדים על תשתית גנרית
ערן גולדן, מהנדס חומרים ומנהל טכנולוגי ותפעולי, הגיע למרכז לוין מתוך רצון לעסוק בשילוב שבין טכנולוגיית התלת ממד לרפואה.
"מטרתו העיקרית של המרכז היא לאפשר ולעודד תכנון כירורגי, כלומר לתת לכל כירורג את הכלים שיעזרו לו להתכונן ולהכיר את האנטומיה והפתולוגיה של המטופל, לתכנן את הניתוח ולבצע אותו באופן המדויק ביותר. להשגת מטרה זו אנחנו נזקקים לטכנולוגיות שונות, שחלק מהן זמינות בשוק, אחרות בשלבי פיתוח וחלק מהן עדיין במחקר באקדמיה. תפקידי הוא לאתר פערים ואתגרים שקשורים בתכנון כירורגי ולמצוא להם פתרון: בעזרת הכלים, התוכנות והטכנולוגיות הקיימות, או בעזרת שיתופי פעולה עם גופים חיצוניים", מסביר גולדן.
ספר על פיתוח אחד מיוחד בעיניך.
"אחד הפיתוחים שבהם לקחתי חלק ואני גאה בו, היה עבור ד"ר רועי גיגי, אורתופד ילדים שמתמחה בתיקונים של עיוותי גפיים. יחד איתו פיתחנו שיטה סדורה לתכנון התיקון הדרוש, וכיום זו השיטה המובילה לטיפול במקרים כאלה. מדובר בתהליך ארוך של למידה הדדית: נדרשתי ללמוד את מהלך הניתוח, האנטומיה והכלים, והאורתופד נדרש ללמוד את היכולות של תוכנות התלת ממד ולשנות את צורת החשיבה. אורתופדים רגילים לעבוד מול צילומי רנטגן דו ממדיים. עם ההתקדמות, עליהם לראות הכול בתלת ממד".
ועל מה עובדים עכשיו?
"בדומה למה שעשינו עם הדפסה תלת ממדית, כעת אנחנו פועלים להביא לחדר הניתוח את טכנולוגיית המציאות הרבודה (Augmented Reality), שתאפשר למנתח לראות את התוכנית הכירורגית והאנטומיה מושלכת על המטופל בזמן אמת. אנו צופים שהמהלך הזה יעניק מענה לניתוחים שמטפלים באיברים רכים (כבד, ריאות, כליות וכו') שהדפסה תלת ממדית לא רלוונטית עבורם. הפער הטכנולוגי הכי משמעותי בדרך לשם הוא חוסר היכולת להצמיד את המודל הווירטואלי למטופל השוכב על מיטת הניתוח. הטכנולוגיה לכאורה קיימת, יש פלטפורמות נפלאות כמו Microsoft HoloLens או Apple Vision Pro ויש אפילו כמה תוכנות תומכות, אך לרוב אלה פתרונות נישתיים לניתוח מסוג ספציפי. לכן הכוונה שלנו במרכז לוין היא ליצור תשתית גנרית, שתתמוך בכמה שיותר סוגי ניתוחים. אני מאמין שאנחנו בדרך לשם".
כל אחד צריך ג'יג קטן
טל וינר קציר, מעצב רפואי ומומחה תלת ממד בטכנולוגיות מציאות מורחבת (XR), שירת בצה"ל כחובש קרבי. "למדתי עיצוב מוצר במכללת הדסה בירושלים, ולאחר מכן השתלבתי בעולם הרפואי כאחד ממקימי חברה שהתמקדה בפיתוח כלים מותאמים אישית למטפלים ומטופלים במגוון תחומים רפואיים. זו הדרך שהובילה אותי להעמיק בתחום הכירורגי. שנים רבות הוקדשו לקריאת דאטה רפואית, בניית מודלים אנטומיים ועבודה עם טכנולוגיות XR — תחומים שמהווים חלק בלתי נפרד מהעבודה שלי כיום", מספר קציר.
פיתוח אחד מיוחד?
"פיתחתי מודלים אנטומיים מתקדמים שמשלבים הדמיה רפואית בתלת ממד, אשר מותאמים לאימון ולתצוגה עבור רופאים וצוותים רפואיים. המודלים מאפשרים תרגול בסביבות קליניות מורכבות ומשפרים את היכולת להתכונן לניתוחים באופן מדויק יותר, באמצעות סימולציות ריאליסטיות. אחד הפיתוחים החשובים היה יצירת ג'יג מותאם אישית, שהשתלב במערכת XR ושיפר את הדיוק של תכנון ניתוחים".
סיפור מרגש.
"לאחר עבודה מאומצת שכללה בניית מודל אנטומי והטמעתו במערכת XR הצלחנו לשלב ג'יג מותאם אישית למטופל. המערכת זיהתה אותו במדויק, ושידרה את האנטומיה ותכנון הניתוח כהולוגרמה על גוף המטופל, תוך שימוש במשקפי HoloLens של מיקרוסופט. כשהכול פעל בצורה מושלמת חשנו סיפוק עצום, רגע של הצלחה שהוכיח שהטכנולוגיה באמת עושה שינוי בשטח".
ומכאן לאן?
"אני שואף לפתח כלים מתקדמים עוד יותר לעולם חדרי הניתוח, בעיקר באמצעות טכנולוגיות XR. התוכנית כוללת יצירת תוכנות XR ייעודיות לחדרי ניתוח שישפרו את שיתוף הפעולה והיעילות של הצוותים הרפואיים. בנוסף אני מתמקד בפיתוח מודלים אנטומיים המשלבים הדפסת תלת ממד עם טכנולוגיות XR, במטרה לספק פתרונות מותאמים אישית שמגיבים לצרכים קליניים משתנים".
הכול בכף היד
ניצן קרישפין הוא מעצב תעשייתי ומתכנן רפואי. במהלך לימודיו פגש את עשייתה של חברת סינרג'י, שמתמחה בפיתוח אבות טיפוס בתלת ממד, וידע שזו העשייה שמתאימה לו.
"כמתכנן רפואי נחשפתי לסיפורים מורכבים ומגוונים. האפשרות לתרום ולשנות את איכות החיים של אותם אנשים באופן ישיר היא זו שמדליקה בי את האש הפנימית, והסיפוק הוא מיידי ואף ממכר. מתכנן רפואי מקבל לידיו מקרה של מטופל, ואחרי שבוע מוצא את עצמו בחדר הניתוח, עם המטופל והמכשירים שעיצב כך שיתאימו באופן אישי למטופל ולבעיה הקלינית שיש לפתור. כשניתוח כזה מצליח גם בזכות הכלים שפיתחתי, לא ניתן להסביר במילים את הנחת הפנימית".
פיתוח אחד מיוחד?
"מקרה שנגע בי במיוחד היה כשתיכננתי ניתוח עם ד"ר גיגי, אורתופד ילדים. ילדה פעוטה בת שנתיים סבלה מתסמונת נדירה ומורכבת אשר השפיעה על מבנה העצמות שלה וגרמה לשינויים מבניים מורכבים עד כדי כך שהילדה לא יכלה ללמוד ללכת. תיכננו כלי ניתוח מותאמים אישית, ואלה היו כל כך קטנים, כך שיכולתי לשים את כל ארבעת הג'יגים (כלי הניתוח) בכף יד אחת. הניתוח הצליח, והילדה תוכל בעתיד לעמוד על רגליה וללמוד וללכת".
גם ניתוחים לבעלי חיים
רוני גבאי חן, מעצבת תעשייתית, מספרת שבמרכז לוין העבודה מתקיימת בשיתוף פעולה עם כירורגים מדיסציפלינות שונות, לטובת תכנון ניתוחים מותאמים אישית למטופלים, בהתבסס על הדמיות CT ו-MRI.
"העבודה שלי מאתגרת ומלאת עניין, בכל רגע נתון אני עוסקת במקרים שונים: כריתת חלק גפה עם גידול והשלמת חלק הגפה באמצעות משתל טיטניום מותאם אישית, טיפול בטראומת לסת, תכנון מודלים לקנה נשימה לילדים ועוד. הסיפוק האמיתי מגיע כאשר אנו מלוות את הניתוחים ורואות כיצד העבודה שלנו תורמת לשיפור בריאות המטופלים וגם לייעול עבודת הכירורג. אבל יש גם רגעים קריטיים של לחץ מתוך אחריות גדולה".
כיצד משפיעה המלחמה?
"במהלך המלחמה שירתי במילואים במשך חצי שנה, וראיתי לנגד עיניי את הצורך העז ברפואה מהירה, טובה ומותאמת אישית. הצוות במרכז לוין תיכנן השלמת גולגולת לחייל שנפצע באורח קשה בעזה. בזכות התכנון שלנו הוא חזר לחייו בריא ושלם וכשסיפר על תהליך השיקום כשהוא נראה מצוין, הבנתי שאני עושה משהו משמעותי".
עוד מקרים מרגשים?
"שניים מהמקרים שנגעו בי במיוחד היו שונים ומרגשים: הראשון היה של ילדה בת 3 שסבלה מגידול במפרק הירך והיה צורך לקטוע את רגלה. תיכננתי עבורה משתל טיטניום, וכשהשתילו אותו ידעתי שאני במקום הנכון ובזמן הנכון. כשראיתי אותה הולכת שוב, עם צליעה קלה בלבד, הבנתי שכל המאמצים בלימודים ובעבודה עד היום היו שווים את הרגע הזה. מקרה נוסף היה של בחורה שכלב תלש לה את האף. פתרתי את הבעיה באמצעות סריקת האף שלי והתאמתו לפנים שלה — וכך נוצר דגם חדשני. בנוסף זכיתי להגשים חלום ופתחתי ביחד עם מיקי ליברוס, מנכ"ל Synergy3DMed, מחלקה לניתוחי בעלי חיים. עד היום השתתפתי בניתוחים של עיט, כלבים, בת יענה ועופר".
השלמת חסר בגולגולת
"טכנולוג רפואי, בכל יחידה בבית החולים, אחראי על תפעול שוטף ופתרון תקלות ותחזוקה מונעת. במרכז לוין אני אחראי על תפעול של מדפסות תלת ממד, קבלת קבצים דיגיטליים ואספקה של מודלים אנטומיים או כלים המיועדים לשימוש בחדר הניתוח. לעתים אני מבצע סגמנטציה ויוצר מודל אנטומי מתוך הדמיה, לצורך בניית מודל תרגול או למחקר", מסביר רועי גלעד את תפקידו.
כיצד מנהלים מלחמה בתלת ממד?
"בשנה האחרונה, מאז פרוץ מלחמת 'חרבות ברזל', לקחתי חלק מרכזי בהשמשת מדפסת תלת ממד חדשה, המיועדת לייצור משתלים בהתאמה אישית לניתוחי קרניו-פלסטיקה, שבהם משלימים חוסרי עצם בגולגולת. הפרויקט תפס תאוצה בעקבות המלחמה, כשהגיעו לאיכילוב חיילים פצועים והמנתחים שלהם העלו בפנינו את הצורך בפתרונות להשלמת חוסרים בגולגולת. מכאן זו המשימה שהפכה ליעד מרכזי בעיני. משימה זו דרשה ממני ללמוד את תהליכי ההפעלה והעבודה עם המדפסת, ולבנות תוכניות הדפסה למשתלים תוך כדי עבודה צמודה עם המעצבים התעשייתיים. אם עד עכשיו המעצב ענה לדרישות הרופא, כעת, לראשונה, העיצוב היה תלוי בתנאים ובמגבלות של המכונה וחומר הגלם החדש".
והרגע הגדול?
"התוצאה של שיתוף הפעולה הזה היא האירוע המכונן של ניתוח הקרניו-פלסטיקה הראשון עם משתל שהמעבדה ייצרה מא' עד ת' בתוך בית החולים. לאחר תכנון ארוך, בשיתוף פעולה צמוד עם המעצבת והרבה ניסויים להבטחת מוצר איכותי, החזקתי לראשונה את המשתל המוכן. אני זוכר שחשבתי לעצמי: 'הדבר הזה הולך להיות בראש של מישהו, Literally for life. מטורף'.
"לראות את הנוירוכירורג מניח את המשתל בקלות על חסר העצם של המטופל, כמו כפפה ליד, היה רגע שממחיש את ההצלחה של התהליך כולו. ההרגשה של שותפות עם הצוות הרפואי והמעצבים הפכה את המאמץ למשמעותי הרבה יותר".
היכן תרצה להיות בעתיד?
"אני שואף לשלב במעבדה שיטות מדידה שכרגע מתבצעות על ידי ספקים חיצוניים. כיום למשל, משתלי המתכת מתוכננים אצלנו, אך הערכות שונות לגבי התפקוד שלהם נמדדות על ידי היצרן. יכולת עצמאית לעשות זאת תייעל את התכנון ותשפר את ההתאמה למשתלים. במקביל, הדבר ישמש אותנו ככלי לתכנון משתלים חדשים, שעדיין לא ראינו בשוק".
מקרי קיצון
אליה אוחנה, מעצבת תעשייתית, מספרת כי בעבודתה כמעצבת רפואית היא מקבלת מהרופאים סריקות והדמיות וממירה אותן למודלים תלת ממדיים ממוחשבים בתהליך שנקרא סגמנטציה.
"בהמשך מתבצע 'ניתוח' הנתונים במחשב עם המנתח. תפקידו של הכירורג לכוון אותנו היכן לחתוך, לאן להזיז ואיך לקבע. מכאן אנחנו יוצרות מודלים בהדפסה תלת ממד וג'יגים (אביזרים מותאמים אישית שעוזרים למנתח לבצע את התוכנית הניתוחית בחדר הניתוח). אני מפתחת בתחום פה ולסת".
מהם ההזדמנויות והאתגרים?
"בסופו של יום אנחנו בתחום מתפתח ויש לנו יכולת רבה יותר לעצב ולפתח אותו. אבל כמו כל דבר חדש נדרש זמן להטמיע שינויים, בוודאי במערכות גדולות ואל מול אנשים חכמים עם הרבה ניסיון בעבודה 'מסורתית'. אנחנו מצליחות להראות את יתרונות השימוש בטכנולוגיה שלנו".
מה השפעתה של המלחמה?
"המלחמה לקחה אותנו אל הקיצון מבחינת זמני האספקה שלנו ומורכבות הביצוע. עיצבנו וייצרנו משתלים למפרקים מורכבים, תבניות לשמור על מבנה הגפה עד החלמת הרקמה הרכה, הרכבה של מפרקים שהתפרקו כתוצאה מפגיעת כדור ועוד. הדבר המרגש הוא בעיקר לדעת שעזרנו להקל על תהליך ההחלמה וחסכנו ניתוחים נוספים לאנשים שעברו זוועות וקשיים, חיילים ואזרחים כאחד".
העתיד המקצועי?
"מבחינת מקצועית הייתי רוצה לראות את התחום גדל ומתפתח והופך לסטנדרט של טיפול. כאשר הדרישה תגדל יעלה גם מספר העוסקים בתחום, הטכנולוגיה תתפתח ותשתפר ובסופו של דבר כל ניתוח יהיה 'חכם', מתקדם ומותאם אישית".
כלים שלובים
מירב אשריאן, מעצבת תעשייתית, נחשפה במרכז לוין לשיטות חדשניות, לחומרה מרתקת ולחדשנות בתחום הכירורגי.
"הבנתי שזה המקום שבו ארצה להתפתח, כיוון שיש בו המון חשיבה תכנונית הנדסית לצד אסתטיקה וירידה לפרטים. בניצוחו של ד"ר דדיה יחד עם ליברוס נוצר מיקרו-קוסמוס, שמפיק תזמורת שלמה. מפיתוח תהליכים, דרך פגישות תכנון עם רופאים ובניית חלקים בתוכנות CAD ועד ייצור ושינוע של החלקים לידי הרופא, כשהם סטריליים ומוכנים לשימוש. החשיבות של תכנון ניתוח טרם כניסת המטופל לחדר, טרם אחיזת הרופא בסכין, רבה מאין כמותה. התפקיד שלי מאפשר לי לקחת חלק בחזית החדשנות הכירורגית, ולספק כלים שמקנים לרופאים תובנות עמוקות ומדויקות יותר על האנטומיה של המטופלים שלהם".
ספרי על פרויקטים מרגשים.
"אחד הפרויקטים שאני גאה בו במיוחד היה פיתוח דגם תלת ממד מותאם אישית עבור ניתוח מורכב של גידול באזורים קריטיים במוח. הדגם לא רק שיפר את דיוק הניתוח אלא גם סייע לצוות הרפואי להבין טוב יותר את המורכבויות האנטומיות המעורבות, ולצפות בתוצאות החיוביות של הניתוח. מקרה אחר היה של מטופל בן 14 שאובחן עם גידול סרטני ברגלו. יחד עם ד"ר דדיה תיכננתי משטחי חיתוך, עזרים מותאמים אישית ומשתל אשר מביא בחשבון השתלת עצם מגופו של המטופל. זו היתה מערכת מורכבת של נתונים, אשר יצרו את התכנון הטרום ניתוחי. כשהוא התגשם הרגשנו סיפוק רב".
ובעתיד?
"רואה את עצמי ממשיכה להיות בחזית החדשנות הרפואית, מייצרת משמעות, מפתחת תהליכים ומוצרים חדשים ועוזרת לצוותים הרפואיים להעניק טיפול מצוין ולהשפיע לטובה על חיי המטופלים".
בשיתוף מרכז לוין
