Устанавливать искусственные клапаны сердца с максимальной точностью кардиохирургам поможет нейросеть. Кемеровские и томские ученые, получив грант Российского научного фонда, разработали особый алгоритм, который уменьшит вероятность погрешностей при этих сложнейших операциях.
Хирургическое вмешательство — зачастую единственный вариант лечения смертельно опасных заболеваний сердечно-сосудистой системы. Таких, например, как стеноз аорты, когда отверстие в клапане сужается из-за срастания стенок сосуда и кровь не поступает туда в нужном количестве. Искусственный клапан аорты, если установить его правильно, поможет решить проблему. Такие операции сегодня делают под местной анестезией, без разреза грудной клетки, применения искусственного кровообращения и искусственной вентиляции легких. Через небольшой прокол бедренной артерии имплантат с помощью катетера доставляется по сосудистому руслу в нужное место.
Чтобы не промахнуться, хирурги отслеживают картину, которую "рисуют" на экране ангиографа контрастные вещества. Но последние все же применяются по минимуму — из-за токсичности. А значит, контролировать процесс установки клапана в полной мере довольно сложно. Новый же алгоритм работает на протяжении всей операции в режиме реального времени. Сверхточная нейросеть способна распознавать определенные объекты на медицинских изображениях. Для ее обучения использовались видеозаписи огромного количества операций. Видео разделили на тысячи снимков и отметили на них точки-ориентиры. И нейросеть, запомнив эти точки, выстраивала стратегию оптимального размещения аортального клапана. Оказалось, что искусственный интеллект, оперативно анализируя изображения с ангиографа, действует с точностью, превышающей 95 процентов.
— Ежегодно мы проводим около 46 процедур транскатетерной имплантации, в первую очередь тяжелым пациентам, которым противопоказаны вмешательства на открытом сердце. И учитывая то, что у лежащего на операционном столе человека сердце бьется, что он дышит, анатомические ориентиры в ходе операции постоянно меняются. Если не отслеживать эти изменения, есть риск либо смещения клапана, либо перфорации сердца.
Новая программа сводит все эти риски к нулю, потому что дает более реальную и объемную картину, — отмечает завлабораторией рентгенэдовакулярной и реконструктивной хирургии сердца и сосудов Научно-исследовательского института комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний Роман Тарасов.
Будут разработаны полностью роботизированные системы для установки имплантатов в аорту
Ученые работают над тем, чтобы сделать предложенный ими алгоритм максимально универсальным. Нейросеть позволит создать виртуального робота-помощника кардиохирургов, а в перспективе будут разработаны полностью роботизированные системы для установки имплантатов в аорту.
