Pionierskie operacje w szpitalu uniwersyteckim przy wsparciu sztucznej inteligencji

Lekarze ze szpitala uniwersyteckiego w Rzeszowie przeprowadzili pierwsze w Polsce operacje z użyciem robota chirurgicznego i technologii 3D wspomaganej sztuczną inteligencją (AI). Podczas wycinania guza nerki mieli „rentgenowski” wgląd w to, co znajduje się pod powierzchnią tkanek.

Nowatorskie zabiegi przeprowadzono w Uniwersyteckim Szpitalu Klinicznym im. F. Chopina w Rzeszowie pod koniec czerwca. To były operacje częściowej nefrektomii, czyli usunięcia guza nerki, wykonane z pomocą robota da Vinci. Za konsolą siedział urolog, certyfikowany operator i trener chirurgii robotycznej dr Jakub Kempisty.

Wcześniej lekarze przeprowadzili szczegółową diagnozę pacjentów

Przy użyciu tomografii komputerowej zrobili serię zdjęć, które zostały przekonwertowane na trójwymiarowy obraz. Podczas operacji model 3D nerki został nałożony na obraz narządów pacjenta, dzięki czemu dr Kempisty cały czas mógł kontrolować strategię zabiegu, jaką wybrał.

 Algorytm sztucznej inteligencji w połączeniu z obrazem 3D analizował to, co robiliśmy podczas operacji i podążał za nami, pokazując w czasie rzeczywistym, gdzie znajduje się guz i naczynia. Nerka jest ukryta pod warstwami tłuszczu, powięzi, więc nie widać jej tak od razu po wejściu do środka jamy brzusznej. Trójwymiarowy model wskazywał, gdzie dokładnie się ona znajduje, gdzie znajdują się kluczowe naczynia krwionośne. Był taką mapą, z której można wyczytać, w którym kierunku należy się poruszać, żeby znaleźć to, czego szukamy

– wyjaśnił w rozmowie z PAP dr Kempisty.

Mapa 3D guzów i naczyń 

System wizualizacji trójwymiarowej opartej na algorytmach sztucznej inteligencji został opracowany w Belgii. Odpowiada za niego Marco Mezzina, inżynier z Orsi Academy i doktorant Katholieke Universiteit Leuven. Orsi, to jeden z największych i najbardziej prestiżowych ośrodków szkoleniowych w chirurgii robotycznej na świecie.

Rzeczywistość rozszerzona w chirurgii pozwala stworzyć specyficzną dla pacjenta mapę 3D naczyń, guzów i innych punktów orientacyjnych bezpośrednio na scenę endoskopową, dając chirurgowi „przezroczysty” widok struktur znajdujących się pod powierzchnią

– wyjaśnił Marco Mezzina, który podczas operacji czuwał nad próbami klinicznymi systemu.

W zabiegach onkologicznych, takich jak częściowa nefrektomia, pozwala to kierować płaszczyzną resekcji, skrócić czas niedokrwienia i pomóc zachować zdrową tkankę. Jednak adopcja kliniczna opóźniła się, głównie dlatego, że modele wirtualne trudno jest utrzymać w jednej linii z tkanką miękką, która przesuwa się podczas operacji, a także dlatego, że nakładka może zasłaniać instrumenty, które chirurg musi zobaczyć

– dodał.

Specjaliści z politechniki zastanawiają się, jak ulepszyć system

Operacje usunięcia guzów nerki obserwowali inżynierowie z Politechniki Rzeszowskiej, którzy zastanawiają się teraz jak ulepszyć system.

Możemy współpracować nad rozszerzeniem modelu AI o moduł rozpoznawania mowy, coś na wzór Chata GPT. Podczas operacji lekarz ma ręce zajęte, ale może wydawać polecenia głosowe. Mógłby dodatkowo sterować trójwymiarowym modelem, pozycjonować, chwilowo oddalić model czy uzyskać ostrzeżenie o zbliżaniu się do naczyń krwionośnych. Wszystko po to, żeby obsługa dodatkowych narzędzi była prosta i intuicyjna

– powiedział adiunkt z Katedry Fizyki i Inżynierii Medycznej PRz dr inż. Stefan Stagraczyński.

W planach są kolejne operacje

To tylko jeden ze scenariuszy na współpracę inżynierów z PRz i Belgii. Szpital uniwersytecki już planuje kolejne operacje z zastosowaniem najnowszych systemów oprogramowań informatycznych.

Takie operacje to nie tylko duży krok technologiczny, ale także praktyczny dowód na to, że nasz ośrodek może być miejscem testowania i wdrażania rozwiązań, które zmieniają standardy leczenia

– dodał dyrektor USK Marcin Rusiniak.