Военные хирурги успешно осваивают голографическую навигацию на базе технологий дополненной реальности.
На прошедшем Х Международном военно-техническом форуме «Армия-2024» медики Минобороны продемонстрировали ряд разработок, вызвавших повышенный интерес со стороны зарубежных делегаций. Одна из них – медицинский комплекс, созданный российской компанией Medgital.
Требование времени
Среди основных приоритетов в работе медицинской службы Вооружённых Сил России – развитие медицинского обслуживания в плане обновления материально-технической базы госпиталей, централизация подготовки медицинских специалистов всех уровней на базе Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова, обеспечение своевременной и квалифицированной помощью военнослужащих и членов их семей даже в самых отдалённых гарнизонах.
Вместе с тем в практической деятельности медиков, особенно хирургов, есть так называемые подводные камни. Во-первых, каждый человек имеет индивидуальные анатомические особенности. Именно ими обусловлена необходимость широкого травматичного хирургического доступа для визуального контроля оперируемой области.
Во-вторых, во время непосредственного оперативного вмешательства существует определённая ограниченность эффективного применения полученных данных предоперационной диагностики. Хирург физически не может их помнить полностью во всех деталях.
Следующий проблемный аспект – чем объёмнее хирургическое вмешательство, тем больше времени надо на его выполнение. Во многих случаях поспешность при проведении операции только повышает риски кровопотери, интра- и послеоперационных осложнений.
Большое значение имеет и практический опыт хирурга. При его высоком профессиональном уровне во время операции бывают ситуации, когда не будет лишним мнение коллеги даже с таким же образовательным уровнем, не говоря о более высококлассном специалисте.
Не секрет, что в настоящее время в связи с проведением СВО возросло количество хирургических операций по количеству, сложности и объёму выполняемой работы. Из-за этого имеется необходимость существенного снижения времени их проведения не в ущерб жизнедеятельности пациента, начиная с подготовительного предоперационного периода.
Высокая точность позиционирования позволяет хирургу через AR-очки видеть различные ткани, кровеносные сосуды, сегментированные органы, новообразования под любым углом зрения и с любого расстояния
Виртуальная шпаргалка
Избежать вышеперечисленных подводных камней помогает решение, которое предложила в середине
2010-х годов в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого (СПбПУ) научная группа под руководством профессора Владимира Иванова. Суть решения – визуализация данных анатомии в виде объёмной модели прямо на пациенте.
Промежуточный итог выполненной работы – полученные патенты на изобретение, полезную модель и свидетельство о государственной регистрации компьютерной программы.
Краеугольным камнем разработки стал тот факт, что в настоящее время в мировой медицинской отрасли широкое распространение получил стандарт Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM). Он используется при создании, хранении, передаче и визуализации цифровых медицинских изображений и документов обследованных пациентов.
Стандарт DICOM поддерживается производителями медицинского оборудования и медицинского программного обеспечения. Он используется практически во всех медицинских современных цифровых устройствах: томографы, УЗИ-аппараты, маммографы, рентгеновские аппараты и т.д. Получаемая с их помощью медицинская информация визуализируется, обрабатывается, хранится, передаётся между потребителями, распечатывается.
Как рассказал профессор СПбПУ Владимир Иванов, разработчик системы, генеральный директор компании Medgital, выполнена работа, давшая возможность визуализировать DICOM-снимки в виде голограммы с помощью очков смешанной реальности (AR-очков) непосредственно в операционной.
Основа решения – программное обеспечение, с помощью которого создаётся анатомическая 3D-модель с использованием данных компьютерного томографа (КТ) и магнитно-резонансной томографии (МРТ) пациента. Настройка софта не требует от врача особых навыков и большого количества времени. Построение анатомической 3D-модели и подготовка к операции занимает не более пяти минут.
В комплект созданной системы, выпускаемой компанией Medgital, входят AR-очки, ноутбук, а также специальные маркеры и рамка в разных конфигурациях для привязки голограмм к пациенту.
Профессор Владимир Иванов пояснил, что с использованием разработанной системы позиционирования эти голограммы с помощью маркеров точно сопоставляются с пациентом и создаётся эффект рентгеновского зрения. Высокая точность позиционирования позволяет хирургу через AR-очки видеть различные ткани, кровеносные сосуды, сегментированные органы, новообразования под любым углом зрения и с любого расстояния. При этом хирург во время операции видит и самого пациента.
Подтверждено практикой
Не секрет, что новшества в медицинской среде воспринимаются с большой осторожностью. Поэтому фирма начала продвижение новинки с ведущих медицинских учреждений страны. Именно поддержка авторитетных медиков, получивших положительный опыт применения, помогает выходу на региональный уровень. Многие специалисты дали новинке положительные оценки. Среди них легендарный кардиохирург, академик РАН Лео Бокерия. Наиболее ярким аргументом «за» служит проведённая первая в мире нейрохирургическая операция с использованием технологии смешанной реальности по удалению злокачественной опухоли мозга.
Разработка получила высокую оценку и со стороны Главного военно-медицинского управления Минобороны. Новинка проходит апробацию в Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова, Главном военном клиническом госпитале имени Н.Н. Бурденко. На сегодняшний день проведено уже несколько сотен операций, в том числе по удалению злокачественных опухолей со сложным расположением. Статистика полученных результатов операций, проведённых в ведущих клиниках России, свидетельствует, что технология позволяет снизить продолжительность хирургической процедуры и сокращает количество осложнений.
На форуме «Армия-2024» специалисты Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова рассказали, что при подготовке к операции хирургу не надо запоминать во всех деталях визуализированные результаты, полученные на медицинских цифровых устройствах типа КТ, МРТ и других.
Следующий важный фактор: наложение на пациента в режиме реального времени индивидуальной 3D-модели позволяет учитывать все особенности анатомии пациента, контролировать позиционирование инструментов и полноту достижения цели по хирургической операции.
Например, врач сразу видит состояние пострадавшего после ранения, а именно глубину залегания и место локализации осколков, инородных тел и фрагментов повреждённых костей по отношению к индивидуальным особенностям расположения артерий, вен и нервов пациента.
Военные врачи отмечают удобство использования новинки. Не нужно отвлекаться на мониторы. AR-очки позволяют вывести любые данные и видеоисточники буквально перед глазами хирурга без использования мониторов.
Хирурги особо акцентируют внимание на портативности и компактности комплекса. В операционной не требуется размещать мониторы, серверные стойки с компьютерным и коммутационным оборудованием, источниками бесперебойного питания. Нужны только AR-очки, а значит, есть возможность успешного использования комплекса в военно-полевой хирургии.
Медики отмечают, что в настоящее время особенно важной стала возможность по передаче изображения по каналам связи с места проведения операции от оперирующего хирурга к другим удалённым абонентам и обратно. Обеспечена возможность проводить экстренное медицинское вмешательство под дистанционным контролем более опытных специалистов. По оценке медиков, такая функция сейчас сильно востребована в экстремальных ситуациях в военно-полевых условиях, когда опыта или знаний у медиков на местах иногда бывает недостаточно.
В заключение остаётся отметить, что идеалисты надеются придать проекту статус федеральной программы. Реалисты же в данном случае отмечают некоторые трудности административно-финансового плана, которые затормозят продвижение идеи.
Пока без ответа остаётся наиболее важный вопрос о том, насколько широкое применение найдёт инновационная разработка на уровне военных округов. В востребованности новинки, созданной в недрах народного ОПК, особенно с учётом проводимой спецоперации, нет никаких сомнений.