Serce: rozszerzona rzeczywistość pomoże je wyleczyć

Po raz pierwszy w Europie zabieg leczenia ubytku w przegrodzie międzyprzedsionkowej ASD (Atrial Septal Defect) przeprowadzili lekarze z Krakowa.

W technice rozszerzonej rzeczywistości świat realny łączy się z wirtualnym, tworząc trójwymiarowy, hologramowy obraz konkretnych obiektów. Wykorzystuje się w niej gogle Microsoftu HoloLens oraz specjalne oprogramowanie. Z możliwości, jakie daje hologramowa wizualizacja, korzystają już architekci, inżynierowie, deweloperzy. Teraz przyszła kolej na medycynę, w której HoloLens, dzięki specjalnej aplikacji stworzonej przez polską firmę telemedyczną MedApp, może zrewolucjonizować sposób przeprowadzania zabiegów na sercu.

Pierwszy innowacyjny zabieg ASD w technice HoloLens, w czasie rzeczywistym, przeprowadził prof. Dariusz Dudek w II Oddziale Klinicznym Kardiologii oraz Interwencji Sercowo-Naczyniowych Szpitala Uniwersyteckiego w Krakowie. Korzystając z gogli oraz aplikacji MedApp, używając wspomagania obrazem przestrzennym, dokonał zamknięcia ubytku w przegrodzie międzyprzedsionkowej serca.Te innowacyjne metody obrazowania nagrywali przedstawiciele amerykańskiego Microsoftu, którzy będą prezentowali dokonania naszych kardiologów za granicą.

–  Jesteśmy pierwsi w Europie. Dotychczas w medycynie wizualizacje holograficzne wykorzystywane były wyłącznie do szkolenia studentów. My poszliśmy dalej i technikę HoloLens postanowiliśmy zastosować do celów terapeutycznych. Nie byłoby to możliwe bez współpracy z MedAppem, który skupia doświadczenia informatyków i kardiologów odpowiedzialnych za tzw. interwencje strukturalne, czyli zabiegi na sercu, w których wykorzystuje się techniki obrazowania – wyjaśnia prof. Dudek.

W głąb organizmu pacjenta

Zamknięcie ubytku w przegrodzie międzyprzedsionkowej nie wymaga rozcięcia klatki piersiowej, ponieważ chirurg dostaje się do serca przez naczynia. Procedura należy do tzw. małoinwazyjnych zabiegów hybrydowych, strukturalnych. Wnętrze organizmu widoczne jest dzięki narzędziom i monitorom, które są na zewnątrz. W klasycznej operacji chirurg ma do dyspozycji  obraz dwuwymiarowy (angiografia) lub, od niedawna, trójwymiarowy (3D-echo). Jednak w obu przypadkach obraz widoczny jest w sposób tradycyjny, czyli na płaskim ekranie.

 – Technika HoloLens wprowadza nową jakość, ponieważ dwuwymiarowy obraz, który uzyskujemy, robiąc wcześniej tomografię lub echokardiografię, zostaje przetworzony na trójwymiarowy hologram widoczny w przestrzeni. To technika,
z którą dotychczas mogliśmy się spotkać tylko w filmach s.f. – mówi prof. Dudek. - W okularach widzę ekrany: czarno-biały angiograficzny i kolorowy echokardiograficzny 3D. Soczewki okularów są przezierne i pozwalają dzięki projekcji hologramowej
na umieszczenie trzeciego obrazu (hologramu) w polu widzenia operatora. Dysponując obrazem holograficznym, ma się wrażenie bycia we wnętrzu organizmu pacjenta. – Mogę dokładnie zobaczyć  głębie jam serca, precyzyjnie ocenić odległości odpowiednich struktur, drogę dojścia do uszkodzonego  fragmentu. To pozwala na znacznie dynamiczniejszą analizę obrazu – tłumaczy prof. Dudek.

Holograficzny obraz to nie wszystko

Jeszcze przed operacją, dysponując holograficznym obrazem, specjalista może dokonać symulacji zabiegu – przejść przez wszystkie jego etapy, zobaczyć dokładnie struktury chorego narządu i przygotować się na to, co może go spotkać podczas samej operacji.  Co więcej, na podstawie zebranych danych dotyczących m.in. szczegółów anatomicznych serca, komputer będzie mógł porównać dany przypadek do tysięcy innych. Przeanalizuje, jakie były trudności, jakie ewentualne powikłania  i wybierze najlepszy dla danego przypadku model przeprowadzenia zabiegu. To pozwoli skrócić czas operacji, dobrać najlepsze narzędzia do korekcji wady, uniknąć niespodzianek i znacznie zmniejszyć ryzyko dla pacjenta.

– By było to możliwe, naszym zadaniem w najbliższych latach jest przeprowadzenie jak największej liczby zabiegów z wykorzystaniem techniki HoloLens. W ten sposób stworzymy dostatecznie dużą bazę danych różnych przypadków – wyjaśnia prof. Dudek.

Natomiast już w tej chwili można w pełni korzystać z innej nowej możliwości, jaką daje HoloLens – czyli konsultacji z innymi specjalistami na odległość, które można przeprowadzać nie tylko przed zabiegiem, lecz także w czasie jego trwania. 

Część innowacyjnego systemu

Technologia HoloLens, którą wykorzystał zespół krakowskich kardiologów, jest częścią rozbudowanego systemu do analizy telemedycznej CarnaLife, stworzonego przez MedApp. Polska firma jest od niedawna oficjalnym partnerem Microsoftu i jego globalnego programu Mixed Reality (MR) Partner Program, który skupia wybraną i zweryfikowaną grupę firm współpracujących z Microsoft i wykorzystujących rozszerzoną rzeczywistości HoloLens.
System CarnaLife składa się z czterech modułów.Trzy z nich odpowiadają za gromadzenie, weryfikację i interpretację wyników badań pacjenta oraz umożliwiają mu szybki kontakt z lekarzem na odległość. Czwarty moduł, CarnaLife Holo, obejmuje część wizualizacyjną, która pozwala na wykonywanie symulacji zabiegów, a także prezentacje danych w postaci obrazu holograficznego z wykorzystaniem rozszerzonej rzeczywistości HoloLens. Inżynierowie doskonalą ten moduł, który jest obecnie prototypem.

Kiedy skorzystamy z dobrodziejstw nowej technologii

Wszystkie moduły systemu CarnaLife w lipcu ubiegłego roku przeszły pozytywnie proces certyfikacji CE, a następnie testy pilotażowe. System jest gotowy do wdrażania. Z części telemedycznej systemu korzysta już kilka prywatnych placówek medycznych w Polsce. Natomiast z technologii HoloLens korzystają w Polsce cztery szpitale kliniczne. – Jesteśmy przygotowani do tego, by technologia mogła być stosowana na szeroką skalę. Zainteresowanie jest ogromne. Potrzebujemy od 6 do 12 miesięcy, żeby przeszkolić lekarzy w danej placówce i  wdrożyć w niej system – przekonuje Mateusz Kierepka, prezes MedApp. Nie ukrywa, że bardzo liczy na zainteresowanie ze strony ogromnego rynku amerykańskiego, w czym niewątpliwie pomaga współpraca z Microsoftem. Ale jest też optymistą, jeśli chodzi o rynek polski. Jego zdaniem nowoczesne systemy telemedyczne i technologie obrazowania mają szanse stać się powszechne, jeśli zyskają akceptację państwa i będą w większym stopniu refundowane. – Dzisiaj jest to o tyle bardziej realne, że coraz więcej firm wkracza na rynek urządzeń telemedycznych w tym najwięksi giganci informatyczni z USA i Korei Południowej. Dzięki temu urządzenia i systemy stają się coraz powszechniejsze, a co za tym idzie, tańsze i łatwiej dostępne – przekonuje.