מודלים חישוביים של פרוצדורות ברפואת עיניים 

מתקצר: פרופ' מרדכי רוזנר

מודלים חישוביים מתקדמים יכולים לספק תובנות קריטיות בנוגע לפיזיקה שבבסיס פרוצדורות ניתוחיות רבות, שלא בהכרח הינן אינטואיטיביות. עבור רופאי עיניים נעשה חשוב להבין את העקרונות הבסיסיים במספר שטחים כמו גנטיקה, ביולוגיה התפתחותית או אנגיוגנזיס, כאשר הידע בנושאים אלה מתרחב בקצב עוצר נשימה.

מצד שני, יש התקדמות רבה בנושא של מודלים חישוביים (computational modeling). המודלים מאפשרים למהנדסים לבדוק עיצובים לפני ייצור כדי למנוע כשל או בעיה בעתיד. שיטות חישוביות כמו אינטליגנציה מלאכותית (artificial intelligence) ולמידת מכונה (machine learning) מעוררות עניין רב לאחרונה, אולם שיטות המכונות finite-element צפויות לעשות מהפכה בשיטות הפיתוח של מתקנים והתערבויות ולשפר את הטיפול הקיים כעת באמצעות תובנות ייחודיות של התהליכים הפיזיקליים בממדים שונים ובמיוחד בתחומי המיקרון והננו.  

מספר המחקרים בתחום finit-elenent והעין או הרשתית גדל באופן אקספוננציאלי בשנים האחרונות. למרות שיש בעיות שניתן לגשת אליהן באמצעות מחקר קליני, מחקר השוואתי או מחקר יעילות, הבעיות אליהן מתייחסים באמצעות מודלים חישוביים הן כלליות יותר באופיין ומאפשרות תובנות גלובליות לגבי בעיות קליניות שלא ניתן לפתור באמצעות מחקרים קליניים.

החיסרון של גישות חישוביות כאלה נעוץ בכך שערך סף מסוים הופך להיות בעל משמעות קלינית אך הוא עשוי להיות תלוי בפרמטרים נוספים שלא נכללו במודל התאורטי. אי לכך יש להתייחס לגישות אלה כאל גישות משלימות ולא מתחרות במחקרים קליניים וביו-רפואיים.

המחברים הם מארה"ב, קנדה וישראל. המטרה הייתה לחקור איך חישובים של finite-element יכולים לתרום לפתרון בעיות שונות ברפואת עיניים ובמדעי הראייה. לדוגמה, בעבודה שפורסמה לאחרונה, באמצעות בניית מודל של הכוח שמופעל על הקף הרשתית בעת הזרקה לזגוגית נמצא שהכוח גדל ככל שמחט ההזרקה היא קצרה יותר ודקה יותר.

הוצג גם חישוב שמאפשר לדעת את המיקום והסטרס על היפרדות אפיתל פיגמנטרי של הרשתית במהלך הזרקה לזגוגית.

הסימולציות הוצאו לפועל באמצעות תוכנת COMSOL Multiphysics. בוצעה בדיקה כמותית של הסטרס המרבי על הרשתית בעת הזרקות לזגוגית. נמצא שבעת שימוש במחט 30-gauge שבה משתמשים כיום, הסטרס הוא רק במעט מתחת לגבול שמעבר לו עלול להיווצר קרע ברשתית.

מומחי הרשתית נוטים להשתמש במחטים קטנות יותר ויותר ולא מודעים לכך שהסיכון לסיבוכים עשוי לגדול ככל שהמחט קטנה יותר. בנוסף לכך נמצא שבמהלך ההזרקה לזגוגית הסטרס לרשתית באזור היפרדות פיגמנט האפיתל של הרשתית בגבול ההיפרדות עשוי להיות מספיק כדי לקרוע את הרשתית. ממצאים אלה יכולים גם לעזור בהנחיה של רופאים בתכנון מחקרים עתידיים.