Przyszłość sal operacyjnych to rozszerzona rzeczywistość.
W rankingu futurystycznych rozwiązań medycznych rozszerzona rzeczywistość przegra chociażby z serialem „Star Trek”, w którym załoga statku kosmicznego ma do dyspozycji tricordery – niewielkie urządzenie do szybkiej diagnostyki, a na pokładzie „Voyagera” oficerem medycznym jest hologram wyposażony w sztuczną inteligencję (i czarującą osobowość). Ale w stosunku do wyposażenia znanego nawet ze współczesnych sal operacyjnych rozszerzona rzeczywistość stanowi krok milowy. – Ta technologia może pomóc lekarzowi przeprowadzić operację w jeszcze bardziej precyzyjny sposób – tłumaczy dr Magdalena Żuk z Politechniki Wrocławskiej.
Doktor Żuk razem z dr Eweliną Świątek-Najwer oraz zespołem składającym się z inżynierów biomedycznych, programistów, optoelektroników oraz chirurgów onkologicznych opracowali system rozszerzonej rzeczywistości, dzięki któremu lekarz – po założeniu specjalnych gogli – widzi nie tylko pole operacyjne, lecz także nałożone na nie w czasie rzeczywistym dane z urządzeń diagnostycznych, jak tomograf komputerowy czy rezonans magnetyczny. Oprócz tego naukowcy z Wrocławia opracowali dodatkowe urządzenie diagnostyczne, mogące być sprzęgnięte z tym systemem, a które wykorzystuje zjawisko fluorescencji, świecenia pewnych materiałów pod wpływem światła o odpowiedniej długości fali (np. ultrafioletu czy podczerwieni).
Ale po kolei. Kluczowym elementem systemu jest oprogramowanie; to dzięki niemu możliwe jest nakładanie informacji diagnostycznych na to, co w danej chwili obserwuje lekarz przy stole operacyjnym. Po założeniu gogli do rozszerzonej rzeczywistości AR (AR, augmented reality; od VR, wirtualnej rzeczywistości, różni się tym, że obraz nie jest w pełni wygenerowany przez komputer) widzi np. miejsce nacięcia i kąt, pod jakim ma być zrobione. – Takie rozwiązanie bardzo ułatwia precyzyjne wykonanie zaplanowanej na podstawie obrazów medycznych operacji. Lekarz obserwuje na tle pola operacyjnego plan zabiegu, nie musi odrywać wzroku. Ponadto kontroluje, czy narzędzie nie jest zbyt blisko nerwów lub naczyń krwionośnych, których nie można uszkodzić – mówi dr Świątek-Najwer.
Oczywiście taki obraz musi być nałożony z precyzją, aby nie wprowadzić lekarza w błąd. Możliwe jest to dzięki wykorzystaniu markerów – punktów orientacyjnych na ciele pacjenta – dzięki którym komputer zna położenie informacji diagnostycznej względem operowanego.
System potrafi wykorzystywać różne źródła informacji diagnostycznej, ale żeby podnieść jeszcze jego wartość, inżynierowie z Wrocławia opracowali dodatkowe urządzenie wykorzystujące zjawisko fluorescencji. Działa ono w ten sposób, że po podaniu pacjentowi specjalnej substancji oświetla się jego ciało światłem o odpowiedniej długości fali. Związek zaczyna wówczas działać jak odblask; jeśli zarejestrujemy jego odpowiedź, otrzymujemy dodatkowy obraz diagnostyczny. – Fluorescencja może pomóc onkologom rozpoznać podczas operacji obszar zmiany nowotworowej. Po podaniu pacjentowi specjalnego wirusa, który łączy się tylko z komórkami nowotworowymi, powstaną białka, które dają odpowiedź fluorescencyjną – mówi dr Żuk. Wynalazek jest więc przystosowany do wykrywania wielu źródeł fluorescencji – i w tym sensie uniwersalny.
Rozwiązania z zakresu rozszerzonej rzeczywistości bez wątpienia stanowią przyszłość sal operacyjnych. Razem z doskonalszymi (i tańszymi) metodami diagnostycznymi stworzą zestaw, dzięki którym operacje staną się jeszcze bardziej rutynowe i bezpieczne. Hologram medyczny, owszem, stanowiłby lekarstwo na niedobór specjalistów; dobrze, że technologia ułatwia pracę tym, którzy dzisiaj toczą walkę z nowotworami.
Eureka! DGP
Trwa szósta edycja konkursu „Eureka! DGP – odkrywamy polskie wynalazki”, do którego zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Do 17 maja w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej, wybrane spośród 54 prac nadesłanych przez uczelnie oraz instytuty.
Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi 22 maja podczas kongresu Impact’19 w Krakowie. Nagrodą jest 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki – firmę Polpharma, oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR Biznes (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej), ufundowana przez organizatora.
