Hiperrealistyczny obraz aorty

z prof. Tomaszem Zubilewiczem, kierownikiem Kliniki i Katedry Chirurgii Naczyń i Angiologii w Lublinie
i z dr. n. med. Grzegorzem Borowskim, chirurgiem naczyniowym z tej kliniki,
rozmawia Anna Augustowska

  • W nowej i doskonale wyposażonej sali hybrydowej PSK 1 pod koniec kwietnia przeprowadzono innowacyjny zabieg operacji tętniaka aorty brzusznej. Operować i widzieć holograficzny obraz pacjenta – jak to działa?

– Wykorzystaliśmy system rozszerzonej rzeczywistości (ang. augumented reality), łączący świat komputerowy ze światem rzeczywistym. Obraz w postaci prawdziwie trójwymiarowego hologramu powstaje na podstawie wykonanego w okresie przedoperacyjnym badania angiografii tomografii komputerowej. W tym przypadku jest to rekonstrukcja aorty wraz z elementami kostnymi. Obraz przetwarzany jest przez specjalne oprogramowanie i widoczny dla chirurga po założeniu gogli (HoloLens Microsoft). Operator mając założone gogle widzi hiperrealistyczny model aorty w dowolnym, ustawianym przez siebie miejscu, na sali operacyjnej (oczywiście cały czas widząc wszystko, co dzieje się poza tym). Hologram może zostać umiejscowiony obok czy nad stołem operacyjnym lub np. naniesiony w miejscu leżącego pacjenta. Podczas trwania operacji, chirurg, mając założone gogle, może dowolnie obraz hologramu przemieszczać, obracać, powiększać czy wykonywać jego przekroje. Daje to wręcz trudne do opisania poczucie wejścia w ciało pacjenta i nieograniczonego poruszania się po strukturach naczyniowych. Manipulowanie trójwymiarowym modelem odbywa się za pomocą komend głosowych oraz gestów dłoni (z zachowaniem całkowitej sterylności). Daje to śródoperacyjnie możliwość analizy anatomii danego narządu (w trakcie rutynowych operacji tego typu zabieg wykonywany jest w oparciu o obraz dwuwymiarowy fluoroskopii, ewentualnie ze wsparciem „rekonstrukcji 3D” widocznej na ekranie – w tym przypadku obraz jest rzeczywiście trójwymiarowy i przestrzenny, tworzony oddzielnie z każdego oka), co z kolei może ułatwić manipulowanie narzędziami endowaskularnymi (prowadniki, cewniki, protezy wewnątrznaczyniowe – stentgrafty), zwłaszcza kiedy mamy do czynienia z trudną morfologią tętniaka.

  • Czy to krok w nową erę operacji chirurgii naczyniowych i tego typu oprogramowanie wejdzie na stałe do pracy w klinice?

– Zdecydowanie jest to wejście na kolejny poziom chirurgii endowaskularnej. Jeszcze w maju br. planujemy przeprowadzić kolejny zabieg wszczepienia stentgraftu ze wsparciem rozszerzonej rzeczywistości. Następnym krokiem, który omawiamy z informatykami i zaczynamy stopniowo realizować, jest połączenie, już wcześniej przez nas stosowanej, techniki fuzji obrazów z rozszerzoną rzeczywistością. Wykorzystywana dotychczas przez nas fuzja obrazów jest to naniesienie rekonstrukcji z tomografii komputerowej na uzyskiwany na żywo w trakcie operacji obraz fluoroskopii w celu ułatwiania cewnikowania naczyń odchodzących od aorty w trakcie implantacji stentgraftow fenstrowanych czy branchowanych. Połączenie tych dwóch technologii może stanowić prawdziwy przełom w leczeniu chorób aorty, ale nie tylko. Wykorzystanie oprogramowania z wizualizacją 3D ma zastosowanie w wielu dziedzinach medycyny, zwłaszcza w radiologii i chirurgii minimalnie inwazyjnej – kardiochirurgii, neurochirurgii czy onkologii. Hologramy 3D pozwalając uzyskać bardziej szczegółowy obraz anatomii i funkcji narządów – m.in. naczyń czy serca, zwiększają szanse na szybszą diagnostykę, skuteczniejsze leczenie i mniejsze ryzyko powikłań.

  • Jakie zalety wiążą się z zastosowaniem tego programu?

– Na obecnym etapie technologicznym, zastosowanie tego oprogramowania daje nam możliwość maksymalnie realistycznego obrazowania anatomii struktur naczyniowych w trakcie operacji. Może to zwiększyć precyzję i skrócić czas trwania zabiegu, zmniejszyć dawkę podawanego kontrastu i czas śródoperacyjnego promieniowania, co naturalnie wiąże się ze wzrostem bezpieczeństwa pacjenta. Sprzęt i oprogramowanie, o którym rozmawiamy nie wymaga żadnych dodatkowych interwencji względem chorego, nie stwarzając tym samym żadnego dodatkowego ryzyka. W przypadku chirurgii naczyniowej, a właściwie wewnątrznaczyniowej, w pierwszej kolejności największe nadzieje wiążemy z wykorzystaniem tej technologii w leczeniu chorych z tzw. complex aortic disease. Jest to grupa pacjentów z najbardziej skomplikowanymi patologiami aorty (tętniakami, rozwarstwieniami) w odcinku zarówno brzusznym, jak i piersiowym. W naszej klinice wykonujemy rocznie niemal 150 operacji w obrębie aorty, w tym kilkadziesiąt stanowią operacje tętniaków piersiowo‑brzusznych.

  • Wreszcie pytanie podstawowe, program stworzyli informatycy – jak to się stało, że Klinika Pana Profesora z niego korzysta?

– Oprogramowanie zostało stworzone przez polską, krakowską firmę MedApp, z którą nawiązaliśmy współpracę. Oddana do użytku kilka miesięcy temu nowoczesna sala hybrydowa, daje nam m.in. możliwość jeszcze dokładniejszego obrazowania śródoperacyjnego podczas zabiegów wewnątrznaczyniowych. Pracujemy na wielu płaszczyznach, aby w pełni wykorzystać jej potencjał, a użycie rozszerzonej rzeczywistości jest kolejnym krokiem w tym kierunku.

Oczywiście – przeprowadzenie typowej operacji implantacji stentgraftu, poza zespołem operacyjnym wymaga udziału m.in. techników elektroradiologii, obsługujących salę hybrydową. Wykorzystując dodatkowo wizualizację 3D, krąg ludzi zaangażowanych w proces leczenia powiększa się o grupę informatyków/inżynierów, którzy tworzą algorytm konwertujący obraz z badania angio‑TK w hologram trójwymiarowy.