«Чистыми руками в дополненной реальности»: как AR-технологии  сокращают время операций

Внедрение инноваций в реальную клиническую практику часто кажется делом далекого будущего, однако в университетской клинике в Кусково фантастика уже стала повседневной реальностью. Хирурги Российского университета медицины провели более 100 операций в 9 различных областях медицины, используя очки дополненной реальности (AR). О том, как технология позволяет «видеть пациента насквозь», сокращать время хирургического вмешательства вдвое и почему для этого больше не нужны огромные дата-центры, мы поговорили с заместителем директора «Технобиомед» Даниилом Дмитриевичем Климовым.

— Даниил Дмитриевич, дополненная реальность в медицине — звучит интригующе. Как именно это работает на практике и какой опыт уже накоплен вашей командой?

— Дополненная реальность в хирургии, это не просто эксперименты — нами уже проведено более 100 операций в девяти областях хирургии. Работает это следующим образом: на основе предварительно сделанной компьютерной томографии (КТ) или магнитно-резонансной томографии (МРТ) заранее строится точная трехмерная модель именно того участка пациента, который интересует хирурга.

[gallery-29837]

Непосредственно в операционной врач надевает AR-очки. Во время операции хирург чистыми руками, используя систему считывания жестов, может накладывать эту объемную модель в реальном анатомическом размере на конкретного пациента. Это позволяет в полном объеме видеть точное положение критических структур, сосудов, целевой опухоли и вообще всей зоны хирургического интереса. В результате увеличивается скорость операции и снижаются риски. В некоторых случаях технология позволяет сократить время проведения операции до 50%.

— В каких направлениях хирургии технология закрепилась сильнее всего и какую главную пользу, помимо скорости, она приносит пациенту и врачу?

— Сейчас речь идет скорее об улучшении качества и безопасности уже существующих операций широкого профиля. Как я уже упомянул, у нас девять направлений. В каждом из них технология дополненной реальности решает свои задачи с точки зрения повышения безопасности пациента, надежности и скорости последующего восстановления. Мы применяем ее в абдоминальной хирургии, челюстно-лицевой хирургии, ортопедии, травматологии и хирургии «голова-шея».

Отдельно отмечу рентгенэндоваскулярную хирургию, где врачу необходимо проводить зонд через крупные сосуды (например, для эмболизации опухоли печени). В нашей университетской клинике в Кусково мы проводим такие вмешательства исключительно с применением AR. Почему? Это помогает существенно снизить лучевую нагрузку на пациента и врача за счет уменьшения дозы интраоперационного рентгена, а также увеличивает скорость операции. В этом заинтересованы абсолютно все.

— Любая работа с 3D-графикой в реальном времени требует огромных вычислительных мощностей. Как вам удалось решить техническую сторону вопроса прямо в операционной?

— Главная перспектива развития, к которой мы идем, — это интеграция дополнительных источников данных в реальном времени, например, ультразвукового исследования (УЗИ). Сейчас хирурги часто опираются на предоперационное КТ, но в ряде операций органы могут смещаться из-за подвижности или дыхания. Интраоперационное УЗИ позволит строить объемные структуры «на лету».

Конечно, это требует очень сложных алгоритмов с применением искусственного интеллекта и серьезных аппаратных возможностей. Но современные технологии позволяют решать эти задачи уже на полупрофессиональном уровне. Для этого не нужен целый дата-центр. Сейчас мы создаем прототипы устройств, которые справляются с такой нагрузкой в рамках одного мощного компьютера. Мы проводим глубокую оптимизацию, чтобы по максимуму использовать вычислительные возможности современных графических процессоров и избегать закупки громоздких и дорогостоящих машин.

— Насколько сильно использование AR-очков удорожает операцию для пациента и как выглядит экономика этого процесса для клиники?

— На данном этапе проведения исследований это не удорожает операцию. Пациент просто подписывает стандартное информированное согласие. Врач использует штатные модели, которые рентгенологи в любом случае строят перед операцией, — мы просто загружаем их в очки, обеспечивая удобную и эргономичную визуализацию.

Если говорить о будущем, то в текущей модели полностью отсутствуют какие-либо расходные материалы. Речь идет исключительно о единовременной закупке оборудования: вычислительного блока, очков и программного обеспечения. В дальнейшем эта стоимость просто распределяется на количество проведенных операций без дополнительных трат на расходники. Поэтому мы уверены, что для медицинских изделий подобного типа срок окупаемости будет очень коротким.

— Какие медицинские сферы на очереди? Где еще ожидать появления врачей в AR-очках?

— Сейчас мы начинаем активно внедрять технологию в стоматологию. Там есть своя серьезная специфика: объекты очень маленькие, плюс присутствует высокая подвижность — например, нижней челюсти. Но даже с учетом текущих высоких цен на стоматологическое оборудование мы стремимся сделать эту технологию максимально доступной, чтобы ее внедрение ни в коем случае не выходило за рамки возможностей обычного стоматологического кабинета.

Роман БОНДАРЧУК, УзА 

г. Санкт-Петербург