Хирургия позвоночника: новое ПО повысит безопасность операций

Позвоночник состоит из повторяющихся элементов (позвонков), поэтому в клинической практике встречаются прецеденты, когда хирурги ошибочно оперируют не ту область. Чтобы избежать этого, было разработано новое программное обеспечение (ПО), повышающее безопасность операций на позвоночнике. Разработка ученых из центра Johns Hopkins представляет собой компьютерную программу, которая может быть использована во всех хирургических процедурах на позвоночнике, чтобы помочь хирургу точно определить тот позвонок,  на котором необходимо провести манипуляцию. 

Результаты первой клинической оценки технологии показали, что программное обеспечение, получившее название LevelCheck, позволяет достичь 100% точности, при этом для анализа ситуации программе требуется всего 26 секунд. Статья, в которой описывается суть технологии и приводятся результаты исследования, опубликована в апреле 2015 года в журнале «Позвоночник» (Spine). 

Профессор биомедицинской инженерии из университета Джона Хопкинса Д. Сивердан отмечает, что ошибки хирурга в определении участка позвоночника, на котором требуется операция, не должны происходить. Однако такие случаи отмечаются в США почти 4 раза в неделю.

Эти ошибки могут значительно нарушить здоровье пациентов, привести к болям, последующим операциям, создать нестабильность в позвоночнике и стать причиной деградации его структур. 

Перед проведением стандартной плановой операции на позвоночнике пациентам выполняется диагностическая КТ или МРТ-сканирование. Пациент ложится на операцию, как правило, через несколько дней после прохождения обследования. Хирург перед тем, как начать вмешательство, ведет отсчет позвонков либо от черепа, либо от копчика, чтобы определить, с какими именно позвонками нужно работать. Маркировка проводится с помощью тонких металлических стержней, которые видны на рентгеновском изображении, полученном в операционной. Это делается, чтобы проверить, действительно ли врач будет оперировать нужный позвонок. Однако данных, которые были определены при подготовке пациента к операции не видно на рентгеновском изображении, полученном в операционной, поэтому остается вероятность совершения врачебной ошибки, особенно, когда речь идет о сложных медицинских случаях. 

Программное обеспечение LevelCheck может быть установлено на стандартный настольный компьютер, оснащенный блоком обработки графики, обычно используемым для видео-игр. Это нужно, чтобы совместить 3-D предоперационную компьютерную томографию (КТ) пациента с 2-D рентгеновским изображением, полученным во время операции.  В результате на экране отображается рентгеновское изображение с указанием маркировочных контактов (металлических стержней), которые используются в качестве ориентиров для хирурга. Эти данные совмещаются с информацией, отображенной на КТ, полученной при подготовке пациента к операции.

LevelCheck не снимает ответственность хирурга, но помогает ему в работе. К услугам пользователей меню с рекомендациями и алгоритмом принятия решений, то есть прибор действует аналогично автомобильному GPS, сообщает автор разработки.

Чтобы проверить точность ПО, ученые проанализировали до- и интраоперационные изображения 20 пациентов, которые перенесли операции на позвоночнике. При перемещении изображения они моделировали 10 000 различных операций на позвоночнике и измеряли, сколько требовалось программному обеспечению времени, чтобы на 100% правильно выстроить изображения. Результат впечатлил - программа справлялась с задачей всего за 26 секунд.

Исследование является первым, демонстрирующим, что LevelCheck работает не с абстрактными, а реальными изображениями позвоночника пациентов. Это показывает, что программное обеспечение может быть полезным инструментом при оперировании пациентов, в том числе, в сложных клинических случаях, когда отмечаются изменения в анатомии и имеются хирургические инструменты или приспособления на рентгеновском изображении.

Один из экспертов, оценивая результаты разработчиков, обратил внимание на то, что иногда программное обеспечение не дает верных указаний хирургу, это случается, если обработка информации останавливается слишком рано. Однако при обработке изображений в течение 26 секунд и более продолжительного времени  ПО каждый раз находило нужный участок, нуждающийся в оперировании.

Мы не можем исключить ошибку хирурга в нахождении правильного участка для оперирования. Однако эта система позволяет выйти на новый, более высокий уровень безопасности, поскольку обеспечивает точную, независимую проверку. Возможно использование программы в различных операциях на позвоночнике, при этом LevelCheck работает быстро, что экономит время хирурга. Хотя ПО требует в нынешнем своем варианте обязательного проведения предоперационной КТ, эти дополнительные затраты, считают разработчики, того стоят.

Программное обеспечение стало обладателем награды Общества Позвоночника Северной Америки в номинации «Технология года». В настоящее время ведется научно-исследовательская работа, которая включает исследование изображений позвоночника 200 пациентов и тестирование в режиме реального времени влияние ПО на продолжительность, ход операции, точность и безопасность. 

Автор материала Елена Васильева, врач общей практики специально для Spinet.ru

Также стоит почитать: