Группа ученых Научно-исследовательского института комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний (участник НОЦ «Кузбасс») и Томского политехнического университета разработала алгоритм, показывающий хирургам в режиме реального времени «ориентиры», которые помогают установить имплантат клапана сердца с максимальной точностью. Этот алгоритм представляет собой нейросеть – математическую модель, способную распознавать определенные объекты на медицинских изображениях.

Нейросеть смогла распознать и вывести на экран необходимые точки-ориентиры с точностью более 95 %.

«Наша нейросеть позволит создать виртуального робота-помощника, который будет помогать кардиологам при проведении сложных операций. Еще одна перспектива, которую открывает наше исследование, – разработка полностью роботизированных систем для установки имплантатов в аорту.

Возможно, такие устройства будут с большей точностью и аккуратностью, чем человек, осуществлять хирургические манипуляции. В дальнейшем мы планируем проверить предложенный алгоритм на разных моделях искусственных сердечных клапанов, чтобы сделать его максимально универсальным», – рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Евгений Овчаренко, кандидат технических наук, заведующий отделом организации инновационных и клинических исследований, заведующий лабораторией новых биоматериалов НИИ КПССЗ.

Заболевания сердечно-сосудистой системы – одни из самых распространенных в мире; они становятся причиной почти 30 % смертей. В некоторых случаях единственный вариант лечения – это хирургическое вмешательство, например, при стенозе аорты, когда отверстие в клапане, расположенном на выходе сосуда из сердца, значительно сужается из-за срастания его стенок, и кровь не может в нужном объеме поступать в органы. Чтобы решить эту проблему, хирурги на место старого клапана устанавливают новый – искусственный.

Подобные операции очень сложны, ведь имплантат нужно аккуратно доставить к сердцу по сосудам, а затем установить в нужное место. Если его расположить со смещением, это может вызвать у пациента осложнения и даже смерть. Поэтому, чтобы точно сориентироваться, хирурги используют специальные контрастные вещества, которые видны во время операции на экране ангиографа в рентгеновском излучении.

Такие вещества «подсвечивают» кровь в месте проведения операции и дают понимание о том, какова форма и особенности сосуда. Но эти соединения токсичны, поэтому частоту их введения стараются сократить, а дозу – минимизировать, что не позволяет врачам полноценно контролировать установку клапана на протяжении всей операции.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Frontiers in Cardiovascular Medicine.

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcvm.2021.697737/full?utm_source=F-NTF

Юлия Попова, ведущий специалист по работе со СМИ АНО «Научно-образовательный центр «Кузбасс»