Технологии дополненной реальности – это будущее хирургии №1(119), 2023 год

Основная идея 

Использование очков дополненной реальности подразумевает построение по данным МРТ или КТ объёмной голограммы  внутреннего строения пациента в интересующей зоне с последующей подачей её на очки с точной привязкой изображения к телу пациента. Это позволяет врачу на этапах планирования и проведения операции видеть не только самого пациента, но и всё, что находится у него внутри (кости, мягкие ткани, сосуды, нервы и т.д.). 

Иллюстрацию основной идеи на примере челюстно-лицевой хирургии можно посмотреть по ссылке.

Состояние вопроса

По разработанной технологии проведено около 80 успешных операций в ведущих медицинских центрах страны: это Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова (челюстно-лицевая хирургия), Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова (нейрохирургия, абдоминальная хирургия, военно-полевая хирургия), Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова (нейрохирургия), Главный военный клинический госпиталь им. академика Н.Н. Бурденко (военно-полевая хирургия).

Что касается медицинских центров ФМБА России, то к этой программе уже подключился Северо-Западный окружной научно-клинический центр имени Л.Г. Соколова (абдоминальная хирургия, под руководством В.А. Кащенко), а в ближайшее время начнутся первые операции в Федеральном центре мозга и нейротехнологий (нейрохирургия, под руководством В.В. Белоусова).

Российское признание

Проект поддержан грантами Фонда содействия инноваций, Фонда Сколково, а также Российским фондом фундаментальных исследований.

Получено более 10 патентов на изобретения и свидетельств о регистрации программ для ЭВМ.

На Международном Петербургском форуме здоровья — 2021 данная разработка была награждена золотой медалью за победу в номинации «Лучшая инновационная IT-разработка для практической медицины».

Большой интерес к проекту проявил, в частности, министр обороны Сирии Али Махмуд Аббас, который лично инспектировал эффективность данной разработки применительно к военно-полевой хирургии при её демонстрации на форуме «Армия 2022» в Москве.

Проект вызвал резонанс и в средствах массовой информации. По результатам первых проведённых операций в 2020 году сняты видеосюжеты для телеканалов «Россия 1» и «Пятый канал». Даны интервью телеканалам «Звезда» и «Санкт-Петербург», опубликованы материалы в таких изданиях, как «Известия», «Российский промышленник», «Петербург предлагает» и др.

Международное признание

Проект вызвал большую заинтересованность в странах Персидского залива, Израиле, Казахстане, Республике Беларусь.

Например, по результатам участия в медицинской выставке в Бахрейне «Manama Health 2022» была выражена поддержка проекту для его скорейшего внедрения в Бахрейне (и потенциально в странах Персидского залива), а также регистрации программно-аппаратного комплекса как медицинского изделия на уровне шейха Мохамеда и начальника управления здравоохранения Бахрейна NHRA госпожи Mariam Adhbi Al-Jalahma.

Представляется весьма перспективным выйти на те же рынки медицинских услуг в странах Азии, Африки и Латинской Америки, на которых удалось продвинуть российскую вакцину «Спутник V».

Сравнение с российскими и зарубежными аналогами

Зарубежными аналогами навигационных систем для хирургии являются хорошо известные комплексы BrainLab и Medtronic. Однако они дороги, громоздки, долго настраиваются и не вполне удобны, так как изображение выводится не на очки дополненной реальности, а на мониторы, без привязки к телу пациента.

Прямым аналогом разработанной навигационной системы Medgital Vision может служить разработка американской компании Augmedics Xvision, однако эта навигационная система специализируется лишь на спинальной хирургии.

Ближайший российский аналог — разработка самарских специалистов Autoplan, в которой хорошо выполнены этапы, связанные с визуализацией и сегментацией, однако она идеологически выстроена как российский аналог BrainLab (с выводом изображения на мониторы, без использования очков дополненной реальности и без проецирования модели анатомии на тело пациента). Это вынуждает хирурга отвлекаться на мониторы и снижает общую эффективность навигации.

Стратегические направления развития проекта

В настоящее время убедительно продемонстрирована высокая эффективность данной технологии в челюстно-лицевой хирургии и нейрохирургии (в частности, при удалении опухолей). Анализ научно-практического потенциала и результатов апробации навигационных систем на основе дополненной реальности свидетельствует об очевидных перспективах их внедрения в другие отрасли современной хирургии (онкология, минимально инвазивная хирургия, эндоскопия, травматология и ортопедия, анестезиология и т.п.).

Весьма перспективным развитием проекта (совместно с Федеральным центром мозга и нейротехнологий ФМБА России) является сочетание разработанных технологий с технологиями объёмного УЗИ. Это позволит интраоперационно контролировать и подправлять сдвиг изображения из-за возможного смещения мягких тканей.

Использование комплекса в военно-полевой хирургии и иных чрезвычайных ситуациях

Отдельно следует выделить проект, выполняемый совместно с Военно-медицинской академией им. С.М. Кирова и Главным военным клиническим госпиталем им. академика Н.Н. Бурденко: на основе разработанного программно-аппаратного комплекса усовершенствование технологии оказания помощи раненым и пострадавшим в условиях современных вооружённых конфликтов, а также иных чрезвычайных ситуациях.

Применение разработанного инновационного подхода позволило значительно повысить точность диагностики сочетанных повреждений у раненых, в том числе определения локализации инородных тел, а также обеспечить необходимые условия для дистанционного консультирования специалистов, оказывающих хирургическую помощь в неблагоприятных условиях ограниченных возможностей медицинской службы (на поле боя, кораблях ВМФ, в отдалённых гарнизонах).

Профессор В.А. Кащенко, зам. директора Северо-Западного окружного научно-клинического центра имени Л.Г. Соколова ФМБА России:

«Использование виртуального образа начиналось на этапе подготовки к операции. Все члены операционной бригады по очереди надевали виртуальные очки и знакомились с индивидуальной анатомией пациента. Они фактически погружались в образ, вращали изображение, проникали внутрь. Это было захватывающее виртуальное путешествие внутрь пациента. Кроме того, знакомство с изображением формировало успешные коммуникативные связи членов хирургической бригады, что в последующем улучшало их взаимодействие. Хирурги обсуждали детальный ход операции, ожидаемые риски и варианты предотвращения нежелательных событий.

В ходе проведения операций хирурги отметили, что визуализация индивидуальной анатомии позволила безопаснее контролировать венозные сосудистые структуры, подчас скрытые под другими тканями, и профилактировать достаточно опасные кровотечения. Второе преимущество — это контроль выбора линии резекции для полного удаления патологического объекта (опухоли).

Подводя итоги, следует отметить, что безопасность является в настоящее время одним из главных векторов развития современной хирургической методологии. Операции с дополненной реальностью — это крайне перспективный компонент безопасной хирургии».