Дополненная реальность в хирургии

Концепция цифровой дополненной реальности захватывает воображение миллионов людей. Компании Google и Microsoft активно осваивают потребительский рынок и уже занимают львиную долю в бытовом и геймерском сегменте. Множество инновационных компаний работают в других сферах деятельности. В частности, английская компания Cambridge Consultants пытается трансформировать технологию дополненной реальности для использования в операционной.

Какие же дополнительные преимущества и клиническую выгоду может дать дополнительная реальность при оперативных вмешательствах?

Минимально инвазивная хирургия стала обычной процедурой во всех операционных. Через небольшие отверстия в тканях, врач проделывает очень сложные манипуляции на внутренних органах и системах. Клиническое преимущество такого подхода уже давно доказано – риск послеоперационных осложнений минимальный и пациент через несколько дней может вернуть к привычному образу жизни. При проведении операции хирург имеет ограниченное поле обзора, дополнительную информацию дают различные методы визуализации (ультразвуковой аппарат, компьютерный томограф, магнитно-резонансный томограф и прочее).

Например, при удалении камней из почек метод трансуретральной или перкуторной лапароскопии хирург работает по данным двухмерной компьютерной томографии. Это позволяет достаточно точно локализировать камни, однако не позволяет точно определить расположение инструмента и его угол наклона. Виртуальное трех мерное изображение почки с расположением инструментов помогло бы увеличить эффективность оперативных вмешательств и снизить риск побочных эффектов.

Сначала в условия операционной была проверена коммерческая модель Microsoft’s HoloLens, изучены ее сильные и слабые стороны. Гарнитура HoloLens представляет собой автономный микрокомпьютер с операционной системой Windows 10, которая имеет форму очков с большими линзами. Прибор работает абсолютно автономно без каких-либо дополнительных проводов. Он оснащен комплектом сенсоров, которые анализируют окружающие предметы, интерпретируют жесты пользователя и фиксируют положение его головы. С помощью программного обеспечения можно формировать и работать с объемными моделями, располагать информационные окна на реальных поверхностях.

Затем исследователи компании разработали программы, приспособленные к нуждам операционной. Сначала была создана объемная анатомическая модель со всеми органами. Каждая физиологическая система (мышцы, кости, кровеносные сосуды и прочее) была окрашена в свой цвет. Модель позиционировалась на операционном столе, и врач передвигал и просматривал пациента под любым углом простым движением пальца.

В дополнение к анатомической информации, хирург может наблюдать за большим количеством виртуальных мониторов, отображающих ключевую информацию. На одном виртуальном мониторе показываются данные о функционировании жизненно важных систем организма, на другом – заметки и записи других врачей, на третьем – данные сканирования компьютерным или магнитно-резонансным томографом. Врач может менять расположения экранов и увеличивать изображение простым жестом. Виртуальный монитор с показателями деятельности сердца и дыхания подает голосовые сигналы тревоги, как и его физический аналог.

Результаты работы впечатляют, однако возможно использовать эту технологию в настоящей операционной, где от работы врача зависит жизнь пациента? Короткий ответ – нет.

Наиболее существенным недостатком является узкое поле зрения. Виртуальный торс пациента отлично видно на расстоянии 2 метров, но когда хирург подходит на расстояние вытянутой руки, то изображение обрезается по краям и размывается, что значительно затрудняет восприятие информации.

Еще один недостаток – невозможность полностью контролировать руки хирурги и движения инструмента. Для полного контроля необходимо дополнительно использовать серию датчиков и специального программного обеспечения.

Существуют другие серьезные проблемы – от привязки реальных анатомических особенностей пациента к виртуальной модели до большого веса гарнитуры, вызывающие утомление при многочасовой операции.

Для того, чтобы дополненная реальность стала реальностью в операционной необходимо еще проделать много работы, но первые шаги уже сделаны.

Бренды