Pierwsza na świecie operacja aorty brzusznej z wykorzystaniem hologramu

Chirurg naczyniowy w goglach, dotykający i przesuwający powietrze podczas operacji tętniaka aorty brzusznej. Lekarze Kliniki Chirurgii Naczyniowej, Ogólnej i Angiologii szpitala na Pomorzanach skorzystali z wirtualnej rzeczywistości, żeby przeprowadzić bardzo precyzyjną operację.

Pierwszy na świecie zabieg wszczepienia stent-graftu do tętniaka aorty brzusznej z wykorzystaniem rozszerzonej rzeczywistości odbył się w ubiegły czwartek w szpitalu na Pomorzanach. Operację przeprowadzili prof. dr hab. n. med. Piotr Gutowski, lekarz kierujący kliniką, oraz dr n. med. Paweł Rynio.

Pierwsza na świecie operacja aorty brzusznej z wykorzystaniem hologramu

Tętniak aorty brzusznej to nieprawidłowe poszerzenie aorty - głównego naczynia tętniczego wiodącego krew z serca. Takie poszerzenie grozi pęknięciem, które zazwyczaj kończy się śmiercią.

Złotym standardem leczenia jest operacja przeprowadzana metodą wewnątrznaczyniową, polegająca na implantacji protezy naczyniowej (stent-graftu) od strony światła naczynia.

Do zabiegu lekarze przygotowują się wykorzystując obrazy tomografii komputerowej. Część z nich jest drukowana w postaci dwuwymiarowej i służy jako nawigacja w trakcie zabiegu. Sam proces wszczepienia stent-graftu odbywa się wewnątrznaczyniowo, a więc lekarze nie widzą bezpośrednio wszczepianej protezy.

Plusem takiej operacji jest fakt, że wykonuje się ją bez konieczności „otwierania” pacjenta. Do jej obrazowania lekarze używają fluoroskopii - obrazu uzyskiwanego przy pomocy promieni rentgenowskich. Obraz taki rzucany jest na monitor w postaci dwuwymiarowej.

Jednak w związku z tym określenie przestrzennego rozmieszczenia naczyń jest często trudne i czasochłonne. Odejścia kątów, zagięcia naczyń, powyginana geometria tętniaka to wszystko zaciera się w płaszczyźnie dwuwymiarowej.

Im bardziej złożona przestrzennie siatka naczyniowa, tym trudniejsze jest wprowadzenie prowadników, cewników oraz stentów czy stent-graftów.

Widać to, co widać, a także to, co... niewidoczne dla oka

Chirurdzy naczyniowi z Samodzielnego Publicznego Szpitala Klinicznego Nr 2 PUM w Szczecinie sięgnęli po nowatorską metodę operacji. Polega na użyciu specjalnych gogli rozszerzonej rzeczywistości, które są zdolne do wyświetlania rekonstrukcji naczyń pacjenta w trójwymiarze – w powietrzu, w formie wyświetlanych hologramów.

Rozszerzona rzeczywistość to system łączący świat rzeczywisty z generowanym komputerowo. Chirurg widzi obraz sali operacyjnej w czasie rzeczywistym, a oprócz tego także elementy naniesione komputerowo, w tym przypadku model naczyń.

Otrzymuje się go z tomografii komputerowej pacjenta, który stanowi wierne odzwierciedlenie anatomii pacjenta. Obraz tworzony jest jako hologram i może być umiejscowiony w jakimkolwiek miejscu na sali operacyjnej.

Urządzenie zapamiętuje jego położenie w przestrzeni i wyświetla hologram zawsze, gdy operator patrzy w tym kierunku. Dzięki temu obraz ten nie interferuje z polem operacyjnym i nie powoduje ograniczenia widoku ważnego dla operacji.

Sterylność, precyzja, bezpieczeństwo

W tym przypadku model został umiejscowiony obok tradycyjnego monitora do fluoroskopii, przy stole operacyjnym. W trakcie operacji lekarz ma możliwość komunikowania się z goglami za pomocą specjalnych gestów i komend. Takie podejście gwarantuje pełną sterylność podczas sterowania – operator nie dotyka w czasie zabiegu niejałowego sprzętu.

Możliwe jest dowolne obracanie modelu, a także uzyskiwanie jego przekrojów. Wychylając się lub patrząc pod różnymi kątami na model lekarz widzi inną jego część, tak jakby patrzył na wyjętą z człowieka część danego organu, w trójwymiarze, w tym przypadku tętniaka. Angiochirurg ma możliwość dokładnego przeanalizowania trudnej anatomii.

Dzięki temu wie dokładnie jak zagięte są naczynia i pod jakim kątem odchodzą gałęzie tętnicze. Ułatwia to manipulowanie prowadnikami i cewnikami w ciele człowieka.

Lekarze prognozują, że rutynowe podejście trójwymiarowe usprawni przeprowadzanie operacji naczyniowych skracając ich czas, dawkę promieniowania i liczbę podaży kontrastu. Operacje staną się bezpieczniejsze dla pacjentów.

Gogle wykorzystane przy zabiegu to Microsoft HoloLens. Jednak same gogle są jak komputer bez oprogramowania. Specjalny system CarnaLife Holo zostały stworzony przez polską firmę MedApp z Krakowa, która w krótkim czasie zdobyła zaufanie specjalistów na całym świecie.

Unikalne podejście informatyków zaowocowało stworzeniem algorytmów, które przekształcają obrazy tomograficzne w hologram 3D. Następnie obraz jest wysyłany do gogli i wyświetlany. Ponadto stworzony został specjalny interfejs umożliwiający obsługę hologramów bezdotykowo.

Rzeczywistość rozszerzona to technologia, która dopiero raczkuje, ale plany są obiecujące. Po przeprowadzonej w Szczecinie udanej operacji chirurdzy ze Szpitala Klinicznego nr 2 omawiają z ekspertami z MedApp plan działania, analizują potrzeby i przypadki, z jakimi mają do czynienia, by w przyszłości nowatorską technikę dostosować do praktycznych aspektów ich pracy. W planach jest podpisanie listu intencyjnego, który określi działania dotyczące rozwoju i wspierania metody nawigacji śródoperacyjnej.

- Kolejnym przełomem będzie zintegrowanie hologramu z obrazem śródoperacyjnym uzyskiwanym podczas fluoroskopii tworząc tzw. fuzję - uważa dr n. med. Paweł Rynio, chirurg z Kliniki Chirurgii Naczyniowej, Ogólnej i Angiologii szpitala na Pomorzanach, który brał udział w operacji – Pozwoli to na podanie pacjentowi mniejszej dawki kontrastu i promieniowania jonizującego.

Pierwszy na świecie zabieg wszczepienia stent-graftu do tętniaka aorty brzusznej z wykorzystaniem rozszerzonej rzeczywistości odbył się 18 października 2018 w Klinice Kliniki Chirurgii Naczyniowej, Ogólnej i Angiologii Samodzielnego Publicznego Szpitala Klinicznego Nr 2 PUM w Szczecinie. Operację przeprowadzili: prof. dr hab. n. med. Piotr Gutowski, lekarz kierujący Kliniką oraz dr n. med. Paweł Rynio. Od strony informatycznej w zabiegu uczestniczył Jakub Kamiński, dyrektor technologii 3D, i Jakub Serafin z firmy MedApp. Fachowców od IT wspomagał dr n. med. Arkadiusz Kazimierczak, chirurg naczyniowy z zespołu prof. Gutowskiego. Pacjent czuje się dobrze i jest już w domu.