Когда я прочитала название проекта ГПО, занявшего второе место на конкурсе (см. новость на с. 2) - «Специализированный программный комплекс для конструирования 3D изображения сердца в ротационных рентгеновских установках», мысли так и «понеслись в пляс». Что может быть важнее спасения человеческой жизни? Не каждый студент технического вуза может поучаствовать в таком благородном деле. Наверное, сама эта благородная задача помогала ребятам… А потом решила: ну зачем что-то додумывать - проект скажет сам за себя.

Мы поговорили с Артёмом Дымченко (на фото - в центре) – одним из разработчиков проекта (двое других – тоже студенты, Денис Деревянкин – кафедра КИБЭВС, Яна Васильева - кафедра КСУП), и знаете, теперь я, пусть и достаточно схематично, знаю, каким методом делаются операции на человеческом сердце.

- Наш проект стоит на стыке медицины и информационных технологий. – Артём сразу начал с общих характеристик. - Год назад наша группа занялась им вплотную. Исследования в этом направлении уже велись на базе лаборатории медицинской электроники «Биоток». Нашим научным руководителем стал Николай Михайлович Федотов, заведующий лабораторией безопасных биомедицинских технологий, созданной при кафедре КИБЭВС.

- С чего вы начали свою работу?

- С анализа темы. Мы выяснили, существуют ли готовые программные комплексы, которые позволяли бы создавать точную 3D-модель сердца (по изображениям томографа или рентген-установки). И провели исследования, как можно использовать эту модель при проведении операций без разреза грудной клетки пациента. Оказалось, что мировых аналогов такой разработки пока нет. Конечно, мы сразу поняли, что такой комплекс будет не просто «уникальным» - он принесет огромную выгоду и пользу всем, кто в нем нуждается. Например, пациентам с аритмией сердца.

- Наверное, осознание этого факта накладывало определенную ответственность?

- Конечно! Каждый день врачи-кардиологи проводят обследования пациентов с нарушением ритма сердца – аритмией. Также врачи не имеют ясной картины состояния сердца. И это повседневная проблема, с которой они успешно справляются при проведении операций ввиду большого опыта и таланта…& amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; lt; /p>

- В вашей группе роли были строго определены?

- На стадии создания концепции мы были, по сути, «коллективным мозгом» - каждый высказывал свои идеи, добавлял что-то свое, принципиально новое. Нашей задачей было создать программное обеспечение, которое бы объединяло устройства синхронизации, позиционирования, электрической локации и рентген-аппарат, позволяло бы кардиологам проводить операции в едином рабочем пространстве. А потом мы определили для себя свои задачи, я и Денис занялись программным кодом, Яна взяла на себя всю проектную документацию.

- От первоначальной идеи далеко ушли?

- Весь этот год мы планомерно занимались воплощением всех наших задумок, реализацией идей. Медленно, но верно работа двигается в том направлении, что было определено изначально.

- В чем заключалась роль научного руководителя? Вовремя подстегнуть, направить в нужное русло?

- Николай Михайлович делится опытом и знаниями при проведении научно-исследовательской работы. Благодаря его советам наша небольшая группа освоила новые современные методики и подходы проведения операций на сердце. Мысль нашего руководителя всегда работает на перспективу. Это во многом нам помогает.

- Наверное, стоит перейти к описанию самого проекта?

- Давайте, я вам просто, «на пальцах» все объясню.

[Замечу, что «на пальцах» для Артема означает краткий курс анатомии сердца и рассказ о работе кардиолога]

-На сегодняшний день технологии позволяют проводить операции по лечению аритмий без разреза грудной клетки пациента. Хирургический инструмент доставляется к сердцу через сосуды. Это удобно и не наносит значительного вреда телу пациента. Итак, через сосуды во внутреннее пространство сердца вводятся хирургические инструменты. Тело пациента просвечивают рентгеновскими лучами, чтобы была возможность наблюдать за положением инструмента внутри тела. Эффективность проведения такой операции зависит от качества позиционирования инструмента внутри сердца относительно очага аритмии.

При манипуляциях инструментами внутри сердца основным средством визуализации инструмента является одноплоскостная рентгеноскопия (рентген-изображение). Также рентгеноскопия позволяет непрерывно следить за его положением. Основная проблема использования одноплоскостной рентгеноскопии состоит в том, что трехмерная визуализация внутренних структур сердца невозможна: изображение плоское (двухмерное), к тому же на рентгеновском изображении хорошо различимы только кости и металлические части хирургического инструмента. Хирурги с трудом ориентируются по слаборазличимым изображениям контуров сердца. Поиск и визуализация очагов аритмии также невозможны, потому как эти участки сердца на рентгеновском изображении не отличаются от здоровых тканей.

Идея нашего проекта состоит в разработке программного комплекса для выполнения функций непрерывного (в реальном времени) слежения за положением инструмента и визуализизации очагов аритмии с использованием трехмерной модели сердца.

В результате такая техника позволяет уменьшить область поражения сердца электродами до 10 раз, снизить уровень облучения пациента и повысить скорость проведения операции. Врач может с легкостью скорректировать тактику манипуляций медицинским инструментом.

- Но до создания вашего комплекса кардиологи ведь не «вслепую» операции делали?

- Конечно же, не «вслепую», такие операции проводятся относительно недавно. Источник аритмии определяют по информации с устройства электрической локации электродов. Хирургический инструмент вводят через катетер с расположенными на его поверхности металлическими электродами (датчиками электрических сигналов сердца). Катетер содержит от 1 до 20 электродов. Эти электроды могут изгибаться для облегчения продвижения по сосудам. По ходу таких нехитрых манипуляций хирургического инструмента датчики соприкасаются с внутренней поверхностью сердца и воспринимают электрические сигналы сердца в точках касания. По воспринятым сигналам производится анализ и определяется положение очага аритмии. Затем один из электродов переводится на позицию очага аритмии и производит его разрушение путем нагрева.

Видите ли, сама проблема кроется в том, что электроды, введенные в сердце, совершают колебательные движения из-за сокращений сердца и дыхания с размахом до 20 мм. Поэтому точно определить их положение нереально.

А наблюдение за положением инструмента на трехмерной модели (да еще и со всеми особенностями анатомии сердца пациента) позволяет хирургу скорректировать тактику манипуляций медицинским инструментом и уменьшить диаметр области поражения до 2 мм! Это один из главных плюсов нашего проекта.

- И когда мы увидим ваш комплекс в деле?

- Проект находится на стадии клинических испытаний. Отмечу, что Александр Иванович Аферкин, директор лаборатории медицинской электроники «Биоток», известный врач, как никто понимает нужды кардиологов, он следил за тем, чтобы комплекс был не только высокотехнологичным, но и удобным в использовании.

- Приятно осознавать, что вы тоже приложили к такому большому делу свою руку?

- Безусловно! Хирургический комплекс и разработанное нами специализированное ПО позволяют достичь максимальной эффективности, высокой скорости проведения хирургических вмешательств и высокой степени достоверности результатов.

Также мы планируем развить проект по трехмерной визуализации для других внутренних органов и структур организма (например в травматологии, нейрохирургии, онкологии и стоматологии).

Задача сложная, это все прекрасно понимают… Но ничего, главное начать.

Интервью: Оксана Коновалова