Цифровая модель пациента: особенности и перспективы новой технологии

К тому, что электронный документооборот, электронные медкарты, телемедицинские услуги осуществляются благодаря цифровизации медицины, мы быстро привыкли. Поэтому чаще ждём новостей о каких-то чудо-технологиях, похожих на те, что мы видим в фантастических фильмах. Отражающая особенности организма пациента его цифровая копия, видимая хирургу во время операции, как раз похожа на подобный сюжет. Только это уже реальность.

Мы поговорили с преподавателем кафедры и клиники военно-морской хирургии Военно-медицинской академии доктором медицинских наук Михаилом Коржуком – хирургом, внедряющим в свою работу цифровые модели пациентов.

– Михаил, а какие цифровые технологии вы используете в своей практике?

– Начну с того, что традиционно используется документооборот. Важны и телемедицинские инструменты: аудио- и видеосвязь. Моя установка – переделать «цифру» из фискального инструмента (связанного с документооборотом и наблюдением за работой врача) в инструмент, участвующий в диагностике, лечении, профилактике и наблюдении. То есть соединить с помощью «цифры» врача с пациентом, а не только с руководителем.

– То есть и у пациента появится больше информации, и врач сможет работать более оперативно?

– Над оперативностью ещё предстоит работать. Многие цифровые технологии, в частности и дополненная реальность, внедрением которой в хирургию мы активно занимаемся, пока что достаточно трудозатратны. Работа на стыке медицины и информационно-коммуникационных технологий требует много времени, но результаты, конечно, впечатляющие!

– Расскажите подробнее о дополненной реальности в хирургии.

– Это один из инструментов, чтобы создать модель пациента (с учётом его анатомических особенностей!) и модель самого заболевания. Например, ход распространения опухоли, повреждённые в результате травмы элементы анатомических структур или же попавшее в организм инородное тело.

Для этого необходимо создать модель предполагаемого вмешательства и проиграть на ней различные варианты оперативного вмешательства. Особенно по части работы с кровеносными сосудами, полыми структурами и с осуществлением хирургического доступа. Это позволяет заглянуть немножечко вперёд, прорепетировать операцию на цифровой модели. Это первое, к чему мы стремимся. Второй аспект – это более чёткое и точное обеспечение информацией хирурга именно во время операции. То есть то, что он узнал до операции, и то, что видит (либо своими глазами в операционном поле, либо на экране эндохирургического комплекса), дополнять компьютерной моделью этого пациента. Это, собственно, идеология дополненной реальности в хирургии.

Цифровая модель организма пациента через призму дополненной реальности.

– Получается, создаётся цифровой двойник пациента, учитывающий все его индивидуальные особенности?

– Абсолютно верно! Это создание модели не только человека, но и его заболевания. Это важное уточнение, потому что одна ситуация – это человек в здоровом состоянии, и другая – это именно особенности заболевания, его распространение и влияние на соседние органы и ткани. Мы считаем, что это ситуация, отдельная от формирования модели пациента. Модель пациента можно создать заранее (даже за несколько месяцев или лет, если мы говорим о взрослом человеке), а заболевание может меняться очень быстро. Иногда это происходит не просто в течение дней или часов, но и нескольких минут! Тогда задача несколько усложняется. И после создания этих двойников на них начинается моделирование самого хирургического вмешательства.

– Слушаю вас и понимаю: это нужно срочно внедрять!

– Это наша метацель! Мы движемся к ней, и каждый шаг сопровождается большими трудозатратами, большим количеством работы и долгими дискуссиями. И, естественно, достижениями! В чём-то мы добиваемся успеха, а где-то ещё остаются вопросы.

– Сколько времени нужно сегодня на создание цифрового двойника?

– Мы занимаемся не всеобъемлющим моделированием пациента, а созданием только топографо-анатомической модели, то есть модели, актуальной с точки зрения хирурга для конкретного заболевания и выбранного оперативного вмешательства.

Допустим, из организма необходимо удалить инородное тело. На модели нужно воссоздать, какие структуры были повреждены, как они восстановились (если восстановились), где находится инородное тело. Также необходимо определить, какие жизненно важные или опасные в плане хирургического повреждения структуры находятся рядом с инородным телом и как добраться до него так, чтобы ничего не повредить (и вообще нанести минимальную хирургическую травму).

То же самое касается и злокачественных опухолей: насколько она распространилась? как до неё добраться? какие структуры организма придётся «разъединить», чтобы удалить опухоль максимально полно? как максимально безопасно «разъединить» эти структуры и как потом соединить обратно? Все эти моменты решаются с помощью цифрового моделирования.

А вот лабораторная диагностика в нашу юрисдикцию практически не входит – и пока мы её не моделируем. Для этого есть другие специалисты, а мы решаем вопросы в первую очередь топографической анатомии и хирургии.

В этом есть то, что и побудило нас к этой деятельности: сегодня хирургии не хватает данных. Тех, которые ей не может предоставить классическая анатомия, патологическая анатомия, физиология и так далее – индивидуальных данных.

В то же время современные средства диагностики: компьютерная томография, магнитно-резонансная томография, ультразвуковые исследования – позволяют создать пространственное изображение. Его можно трансформировать в цифровую модель и проиграть те сценарии, о которых я говорил, смоделировать оперативное вмешательство.

– А кто будет создавать эти модели в перспективе? Это будет врач, который получил дополнительную квалификацию, или это в принципе будет новая медицинская специализация?

– Вы смотрите в корень: как раз этот вопрос ещё не решён! На ИТ-форуме в 2021-м мы говорили о том, что степень проникновения цифровых технологий в медицину сегодня в целом невысокая. В перечне медицинских специальностей России нет такой, которая включала бы компетенции, позволяющие самостоятельно создавать цифровую модель и пациента, и заболевания. И соответственно, моделировать вмешательство. Понятно, что в этом должны участвовать и ИТ-специалисты, и специалисты в области хирургии и анатомии. Но всё равно должен быть, скажем так, дирижёр, который бы их объединял.

Цифровую модель можно изучать в любом удобном месте, поворачивая её и меняя размеры.

Осень 2021-го мы начали с того, что в бригадах по формированию моделей у нас было 4-5 специалистов: айтишники, анатомы, рентгенологи, хирурги, онкологи и другие. Постепенно мы пришли к тому, что создание цифровой модели можно разделить на определённые этапы, каждый из которых выполняет конкретный специалист.

Например, я в специальной программе формирую 3D-модель, а потом передаю её ИТ-специалистам. Они с максимальной точностью и минимальной погрешностью совмещают эту модель с изображением объекта, то есть пациента, в операционной. Врачам это пока что недоступно, но, возможно, и не нужно. И наоборот: ИТ-специалистов мы хотим освободить от работы над созданием 3D-моделей. У них есть и другие задачи, главная из которых – это совершенствование программного обеспечения, в том числе для сопоставления модели и объекта.Также они создают инструменты для управления моделями с учётом особенностей операционной работы.

– Всё это звучит как перспективы для появления новой специальности! Получается, это вопрос и технологических разработок, и образования: специалистов нужно готовить параллельно с технологическим обеспечением.

– Конечно, специальность нужна. Её требует та идеология, которую я озвучил в начале беседы: компьютер и информационные технологии должны стать инструментами диагностической и лечебной работы, а не только информационной медицинской системы, как это устроено сейчас.

Если посмотреть на промышленность, то там всё это уже не вызывает никаких дискуссий, а только требует технического оснащения и подготовки специалистов. А в медицине (и, вероятно, схожих сферах – ветеринарии, микробиологии) таких специалистов нет.

У нас есть две специальности, которые хоть как-то объединяют медицину и ИТ. Одна из них – «инженер по медицинской технике» – не пересекается с теми задачами, которые стоят перед нами. А вторая относится к среднему специальному образованию.

Понятно, что нужно иметь соответствующую специальность! Но я даже не знаю, как её назвать. Врач-кибернетик? Такая специальность существует, но её нужно либо пересматривать, либо формировать для неё новый функционал, чтобы в него входили те задачи, которые мы (врачи разных специальностей и айтишники) сейчас решаем, распределяя между собой.

Чтобы человек получил соответствующие компетенции, естественно, должны быть образовательные программы. Пока вопросы об этом нашим государством, медицинской общественностью и ИТ-сообществом не ставятся. Всё происходит в рамках отдельных учебных медицинских организаций и их объединений. В наше входит Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Военно-медицинская академия, Первый Санкт-Петербургский медицинский университет, СПб НИИ скорой помощи имени И.И. Джанелидзе, ООО «Меджитал» и другие. Также консорциум сформировался вокруг Самарского технического университета. Но это всё ещё на уровне «низов». Никаких законодательных моментов, никаких постановлений и другой конкретики в этом плане нет. А значит, нет и финансирования. Когда они будут, соответственно, и результаты будут значительно лучше.

– И на ИТ-форуме вы планируете найти единомышленников?

– Да. Благодаря тому, что круг общения и в медицине, и в ИТ-сфере у нас сейчас достаточно большой, мы уже предполагаем, кто может войти в нашу команду. Она уже формируется, и скоро на омской земле мы будем продвигать дополненную реальность в тех медучреждениях, которые юридически могут проводить исследования. Не каждая медицинская организация может заниматься вопросами исследования!

– Получается, и правовое поле ещё не проработано!

– Совершенно верно!

– Хочется верить, что инициатива, идущая снизу, будет подхвачена, потому что такие технологии очень нужны.

– Нужны или нет, покажет жизнь. Но пока не попробуешь – не выявишь все плюсы и минусы, не сможешь определить ценность и, самое главное, роль, место и точку приложения технологии. Где-то, возможно, наши… Я говорю «наши», но это уже мировой тренд! Где-то наши наработки, возможно, будут полезны, а где-то могут оказаться излишними. Но я сомневаюсь, что они могут быть вредными, – вот так.

– Желаю вам собрать такую команду! Будем ждать новостей, потому что это будущее, которое мы заслужили.

– Да, будущее, которое мы заслужили. Но это будущее кто-то должен делать! И этим, в общем-то, мы сейчас и занимаемся. Во многом это будущее определяется не только техническими средствами и наличием специалистов, но и существующим в профессиональных сообществах и обществе в целом взглядом на эти вещи.

Пока это всё воспринимается (и по статусу так и есть) как исследовательская тема. Приобретёт ли она статус методики, медицинской технологии, которая будет зарегистрирована, – это вопросы, наверное, к организаторам и менеджерам здравоохранения высшего уровня.

– Да, распространение информации о технологии очень важно. У вас, получается, ещё и просветительская роль.

– На ИТ-форуме я как раз постараюсь показать на конкретных примерах, что даёт эта технология и как это выглядит. Уверен, мы найдём единомышленников и у нашей технологии станет ещё больше сторонников. А может, кто-то выскажется с критикой, которая выявит ошибочные направления и позволит выбрать правильное – более нужное, более востребованное. Любое участие – критическое, отрицательное или положительное – способствует совершенствованию технологии.

Если у вас появились вопросы о дополненной реальности в хирургии, вы сможете задать их Михаилу Коржуку. Он выступит с докладом на ИТ-форуме 28 февраля.

Беседовала Анна Подоляк.

Фото, презентационные ролики и записи операций, из которых взяты кадры, предоставлены Михаилом Коржуком.