Technologia AR w leczeniu nowotworów dziecięcych - doświadczenia Kliniki Onkologii IMiD

W wybranych placówkach medycznych w Polsce specjaliści korzystają już ze sztucznej inteligencji czy rozszerzonej rzeczywistości na co dzień, dzięki czemu zwiększa się nie tylko jakość opieki medycznej i bezpieczeństwo pacjentów, ale też poprawia komfort pracy samych lekarzy. Jednym z ośrodków, które przy zabiegach operacyjnych posiłkują się technologią rozszerzonej rzeczywistości (augumented reality, AR), jest Klinika Onkologii i Chirurgii Onkologicznej Dzieci i Młodzieży Instytutu Matki i Dziecka w Warszawie.

Technologia rzeczywistości rozszerzonej w onkologii dziecięcej wykorzystywana jest m.in. w kontekście zabiegów operacyjnych. Specjaliści na podstawie badań obrazowych tworzą model 3D zmiany nowotworowej, który następnie wgrywany jest do specjalnej aplikacji, gdzie integruje się go z trójwymiarowym hologramem. Do jego wyświetlania używane są gogle AR, które stosuje się zarówno podczas operacji, jak i wcześniej – w celu przygotowania się do resekcji guza. Co więcej, rozszerzona rzeczywistość umożliwia wizualizację cięcia przez płaszczyznę hologramu, co pozwala na wgląd w wewnętrzną strukturę zmiany oraz weryfikację jej położenia względem innych struktur anatomicznych.

PRZECZYTAJ TAKŻE: Nowatorskie operacje z wykorzystaniem gogli AR w szpitalu dziecięcym w Olsztynie

Wykorzystanie augumented reality w onkologii

W Klinice Onkologii IMiD przeprowadzono już kilka zabiegów operacyjnych z zastosowaniem technologii rozszerzonej rzeczywistości na dziecięcych pacjentach w różnym wieku. Wśród operowanych przypadków była m.in. 15-letnia pacjentka z kostniakomięsakiem (osteosarcoma) kości udowej, u której wystąpiły przerzuty do lewego płuca. Przerzuty zostały usunięte operacyjnie.

– Rana operacyjna w torakotomii nie jest duża – mimo stosowania specjalnych haków operujemy w małej przestrzeni międzyżebrowej. W związku z tym zlokalizowanie zmian patologicznych w płucu, zwłaszcza położonych śródmiąższowo, bywa czasami bardzo trudne. Dzięki AR mamy równoczesny podgląd narządu w czasie rzeczywistym oraz na hologramie, co pozwala lepiej ustalić położenie zmian. W przypadku pacjentki z przerzutami kostniakomięsaka do płuc, ich namierzenie było trudne śródoperacyjnie, ale oprogramowanie ukierunkowało nas na odpowiednie miejsce - wyjaśnia dr n. med. Krzysztof Bronowicki z Kliniki Onkologii i Chirurgii Onkologicznej Dzieci i Młodzieży IMiD.

– Pod koniec lutego br. operowaliśmy natomiast 3-letniego chłopca z potworniakiem niedojrzałym, zlokalizowanym w okolicy krzyżowo-ogonowej. W związku z policykliczną budową guza jego rekonstrukcja 3D była bardzo ważna. Podczas zabiegu nanieśliśmy na pacjenta hologram, dzięki czemu uzyskaliśmy śródzabiegową referencję danych obrazowych, bez konieczności odrywania wzroku od pola operacyjnego. Bez wątpienia przyczyniło się to do łatwiejszego i precyzyjniejszego zlokalizowania nowotworu, co przełożyło się na sprawny przebieg jego resekcji z właściwym marginesem tkanek zdrowych – dodaje.

Korzyści z zastosowania AR podczas operacji

Możliwość porównania anatomii rzeczywistej w trakcie separacji guza od otaczających go tkanek z obrazem holograficznym, jest jedną z największych zalet metody mieszanej rzeczywistości. Należy podkreślić, że obrazem można dowolnie manipulować, przemieszczać czy wygaszać go w razie potrzeby. Technologia ta może być także używana do samego przygotowania do operacji, w związku z czym cały zespół biorący w niej udział ma szansę dokładnie zapoznać się z budową zmiany, jej lokalizacją w stosunku do innych struktur anatomicznych czy zaplanować najlepszy dostęp chirurgiczny podczas operacji.

Aspekt dydaktyczny w przyszłości warto wykorzystać też do edukacji rodziców czy samych pacjentów w zakresie tego, z jaką chorobą się mierzą oraz jak będzie przebiegać operacja. Choć specjaliści nie korzystali do tej pory z AR w trakcie rozmów z rodzinami chorych, to już sam fakt przekazania informacji, że do ich leczenia wykorzystana będzie nowoczesna technologia, która zwiększa bezpieczeństwo zabiegu, spotyka się z pozytywnym odbiorem.

Wyzwania mieszanej rzeczywistości

Wykorzystanie technologii AR w leczeniu operacyjnym dziecięcych pacjentów onkologicznych ma ogromny potencjał, ale nie jest to metoda pozbawiona ograniczeń. Uzyskanie dokładnego modelu 3D jest uzależnione od jakości badań obrazowych. Ich wykonanie, w szczególności u młodszych dzieci, nie zawsze jest proste, chociażby ze względu na trudności z pozostaniem przez nie w bezruchu przez jakiś czas.

– Zdarza się też, że guz nie jest bardzo dobrze widoczny w samych badaniach obrazowych. W związku z tym rodzi się potrzeba ściślejszej współpracy z radiologami na etapie tworzenia hologramu na podstawie rezonansu magnetycznego lub tomografii komputerowej. Kolejnym wyzwaniem jest transpozycja obrazu hologramu na charakterystycznych znacznikach, co uzależnione jest od lokalizacji zmiany. O ile określenie punktów, w przypadku operacji neurochirurgicznych czy ortopedycznych, jest o wiele łatwiejsze i daje bardzo dobre rezultaty, to w przypadku obszarów, gdzie dochodzą np. ruchy oddechowe narządów, jest to utrudnione. Nie zmienia to jednak faktu, że nawet jeśli nie jesteśmy w stanie nałożyć obrazu dokładnie 1:1 na pole operacyjne, to wciąż możemy z niego korzystać bezpośrednio w trakcie zabiegu, co jest ogromną zaletą – tłumaczy dr n. med. Krzysztof Bronowicki.

Źródło: materiały prasowe

PRZECZYTAJ TAKŻE: Sztuczna inteligencja w półtorej minuty określa genetykę guza mózgu