Светлые головы двух профессоров – Василия Дубровина и Якова Фурмана работают над технологией, которая может стать прорывом не только в урологической отрасли, но и в мировой медицине. Они создают комплекс, способный воспроизвести компьютерную 3D-модель человеческого органа, и не просто «заглянуть» внутрь человека, но очень прецизионно измерить и найти точные величины и пространственные направления для хирургического инструмента. Такая технология могла бы изменить методику многих хирургических операций. На самом деле она позволяет не только увидеть, что происходит с внутренними органами человека, что томография делает давно, но и в режиме реального времени дать возможность хирургу использовать полученную информацию непосредственно во время хирургического вмешательства. Когда идет речь о сохранении части органа, например, почки при удалении опухоли, важно сохранить каждый миллиметр здоровой почечной ткани.
На острие поисков
Заболеваемость раком предстательной железы, мочевого пузыря, почки, к сожалению, растет год от года не только в нашей стране, но и во всем мире. Это связывают и с лучшей диагностикой, и с увеличением общей продолжительности жизни. Чаще заболевания проявляются в пожилом возрасте, но сейчас не редкость обнаружить опухоль почки у 30-40-летнего пациента. Обнаруженное онкологическое заболевание становится для многих тяжелейшим ударом по здоровью, психике, требует серьезного лечения, когда вся надежда лишь только на врачей.
Предметом урологии являются не только мужские органы, и в отделениях урологии лечатся не только мужчины. Почки, мочевой пузырь есть у всех людей, и, к сожалению, весьма часто они требуют хирургического вмешательства. Современным пациентам повезло: в мире все большее развитие получает малоинвазивная хирургия. Веками хирурги проводили открытые операции, используя скальпель для того, чтобы добраться до проблемного органа. Но малоинвазивный – это современный и принципиально иной метод хирургии. Врач проникает в тело пациента через точечные проколы или естественные отверстия, вводится эндоскоп – миниатюрная телескопическая труба с видеокамерой. Хирург действует не ножом и руками, а манипуляторами и следит за работой через монитор, увеличивающий операционное поле.
Лапаро- и эндоскопия (от термина «эндоскопия»: «заглянуть внутрь») получили взрывное развитие именно сейчас, когда нужного уровня развития достигла техника. Теперь именно этот путь в хирургии находится на острие поисков ученых всего мира. Развитие видеоэндоскопических методик в мировой урологии пришлось на конец 90-х - начало 2000-х годов, и так случилось, что Марий Эл оказалась в этой сфере не на последнем месте.
Так что населению Марий Эл повезло: урологи Республиканской клинической больницы (РКБ) вооружены самым современным оборудованием и внедряют передовые технологии диагностики и лечения, в том числе онкозаболеваний, которые позволяют обнаружить рак в самой ранней стадии и выполнять операции на уровне мировых стандартов. Республика является лидером в Поволжье, а по некоторым параметрам и в Россия по внедрению малоинвазивной хирургии в урологии.
Во многом это лидерство связано с личностью доктора медицинских наук, заведующего урологическим отделением РКБ, главного уролога РМЭ, Заслуженного врача РМЭ, автора семи патентов и более 120 научных публикаций Василия Дубровина. Это и идейный вдохновитель, и организатор в нашем регионе освоения малоинвазивной хирургии в урологии.
Путешествие в человека
- Когда удаляешь опухоль из органа, важно добиться минимальной потери здоровой ткани, и потому точность действий хирурга так важна, – объясняет Василий Николаевич. – А это уже вопрос правильной навигации.
Сейчас навигация используется не только во многих отраслях науки и техники, но и в медицинской практике. Широко распространена интраоперационная навигация в нейрохирургии, ортопедии, там, где ориентирами служат неподвижные (костные) образования. Очень распространены навигационные технологии под контролем УЗИ, магнитного резонанского томографа, компьютерного томографа. Однако у этих методов есть ряд недостатков. Более сложной задачей в техническом плане стала интраоперационная навигация в пространстве, где нет неподвижных костных ориентиров и у органов наблюдается подвижность, как в забрюшинном пространстве. Это особенно важно при органосохраняющих операциях.
Например, в почке обнаружена опухоль. Не так давно такой диагноз служил показанием для удаления всего органа. Современная медицина доказала, что можно удалить только часть почки с опухолью, при этом почка как функционирующий орган сохранится и отдаленные онкологические результаты не ухудшатся. Можно удалить всю поврежденную часть почки с запасом, а можно только опухоль. При такой операции важно максимально экономно удалять окружающую опухоль неповрежденную ткань. Для этого нужно знать точное расположение опухоли, определить, где проходят питающие ее кровеносные сосуды, где их лучше пережать, на каком расстоянии находятся другие важные для последующей жизни части органа. И вот здесь врачам приходят на помощь современные технологии. Для этой цели применяется 3D-моделирование всей зоны оперативного вмешательства с акцентом на пораженную почку.
Увидеть человека насквозь способен компьютерный томограф, который создает трехмерную модель внутренних органов. Но для того чтобы использовать полученную модель непосредственно при проведении хирургического вмешательства, нужно представить ее в виде системы координат. И пациента представить как систему координат. Тогда при сопоставлении двух этих систем можно будет вычислить любую точку, рассчитать, как к ней подойти, найти оптимальную, наименее травматичную трассу. Важно при этом не быть привязанным к какому-то конкретному компьютерному томографу.
В мировой медицинской науке ведутся работы по решению этой задачи. Специалисты республики также занимаются решением этой проблемы. Разрабатывается и проходит испытания комплекс, позволяющий создать 3D-модель внутреннего органа на основании изображений любого компьютерного томографа. Это дает точность, безопасность, оптимальность и скорость операции. Комплекс позволяет «увидеть» будущую операцию, спланировать ее и даже провести «репетицию» на мониторе компьютера. Построенная модель органа (виртуальная или напечатанная на 3D-принтере) может помочь хирургу уже в ходе реальной операции для оптимальной навигации внутри тела пациента.
Плюсы такой методики очевидны. Это наименее травматичная, бескровная и щадящая хирургия. Среди ее целей – уменьшение риска послеоперационных осложнений и срока реабилитации пациентов, рост пропускной способности клиник, снижение потерь от социально значимых заболеваний, прежде всего рака. Метод можно использовать и при подготовке молодых хирургов – согласитесь, «набивать руку» лучше на модели человека.
Как медики встретились с технарями
Почему прорыв происходит именно у нас?
Это перспективное направление, но в мире занимаются им очень немногие коллективы. Самая большая сложность для всех – найти группу инженеров, которые бы заинтересовались проблемой и работали вместе с врачами. Ибо говорят они все-таки на разных языках, а быть профессионалом сразу по обе стороны трудно. В свою очередь, и в медиках жив некий традиционный консерватизм, не все из них доверяют технике.
А вот в Марий Эл, в техническом университете существует кафедра радиотехнических и медико-биологических проблем. Коллектив, созданный на стыке не просто наук –разных областей жизни и знаний. Союз радиотехников, программистов и медиков. Это – уникальное сочетание, скрепленное авторитетом и талантом легенды ПГТУ, профессора Якова Фурмана. Группа работает в этой области постоянно, руководит ею Алексей Роженцов – доктор технических наук, ученик Фурмана, талантливый молодой ученый.
А начиналось все с личной встречи Фурмана и Дубровина, которая в итоге и стала решающей. Да, повод был невеселый: году в 95-м Яков Абрамович лежал у профессора в отделении урологии. Зато результат оказался значимый: два умных человека нашли общий язык, и «технарь» предложил медику заняться технической наукой.
- Сначала Дубровин защитил кандидатскую, потом докторскую, а затем пришел к нам на кафедру преподавать, – вспоминает Фурман. – У него и голова светлая, и сам он активный, он ездит по миру, знает, что делается во врачебном мире. Василий Николаевич полон идей, он предлагает креатив, а мы пытаемся реализовать его мысли технически. В этом и есть особенность нашего коллектива. У нас в республике очень компетентная медицина, и некоторыми другими направлениями заведуют доктора наук: Виктор Викторович Севастьянов, Нина Николаевна Митракова, которые руководят интересными и перспективными исследованиями, связанными с использованием новейших технических возможностей в медицине. Они прекрасно знают свое дело. Но... знают свою сторону, медицину. А мы помогаем им технологиями, математикой. Человеческий организм – это самое сложное, что сделала природа. И разобраться в нем можно только вместе. Это счастливая случайность, что медики встретились с технарями.
Результатом той «случайной» встречи стала большая совместная научная работа. А ПГТУ сейчас готовит редкие кадры – медицинских инженеров, за которыми в этой сфере будущее, как считает Дубровин. «Ведь современная медицина использует технологии, которые требуют специальных знаний, – говорит он. – И это направление образования, по-моему, даже более востребовано, нежели думают наши организаторы здравоохранения».
Ребус, который пытается решить весь мир
В этом совмещении профессиональных знаний мы попали в точку. Благодаря технической поддержке «физиков» наши «лирики», то есть медики, смогли не только освоить, но и создать целый ряд авторских методик проведения малоинвазивных операций.
И опыт Марий Эл в этой сфере оказался богаче, чем у других регионов. Урологическое отделение РКБ является клинической базой Центра эндохирургии и Образовательного центра высоких технологий в медицине Казань. К нам приезжают учиться хирурги со всей страны. За последние десять лет у нас на обучении было более 200 врачей хирургов. Приезжают не только из Татарстана, Нижний Новгород и Башкортостан, но и с Дальнего Востока. Едут из Сахалина, Новосибирска, Улан-Уде, Красноярск, Благовещенска, практически из всех российских регионов, приезжают медики из Москва и Петербурга. Приезжают на несколько дней, которые дают возможность не только учиться специальности, но и посмотреть на наш город, познакомиться с его особым колоритом.
Нередко действуют понаслышке: услышали, разузнали, приехали. Но, конечно, развита и система научных конференций, которые есть суть товарищеские встречи. Это люди, которые понимают друг друга как никто. Часто встречаются. Учатся проводить операции. И уезжают с благодарностью, получив бесценный опыт, зная, что занятия им помогли. Фактически помогли многим сотням больных, кого они будут уже сами оперировать у себя в регионах. Такое обучение для наших врачей – вовсе не бизнес, скорее, способ распространить знания. И приятно понимать, что на этом пути мы ведем за собой.
Ну а конкретным результатом такого сотрудничества стали патенты, полученные в 2012, 2014 и 2015 годах нашими разработчиками на «аппаратно-программный комплекс», помогающий хирургу при лапароскопических операциях. Тот самый, который способен «рассмотреть и измерить» человека изнутри.
Да, результаты проекта пока предварительные. И все поиски упираются в техническую проблему – трудность совмещения виртуальной модели с реальным органом. Повторим: данный ребус в общем виде еще не решен никем в мире. Но вот именно, что «пока». И тот, кто сможет решить эту задачу, перевернет мир медицины. Наши медики и технари уже на тропе, ведущей к этим сияющим вершинам. Еще немного, еще чуть-чуть…
Научное сообщество чрезвычайно заинтересовано в этой технологии. Наши авторы много выступают с презентациями в России, участвуют в международных конференциях – в Париж, в Шанхае, в Глазго, в Япония. В октябре были в Австралии. У них уже есть патенты РФ, есть российские и международные награды. Их методика в случае успеха может получить широчайшее применение в мировой медицинской практике.
И редкое дело, мы можем говорить не об импортозамещении, а о том, что мы стоим в шаге от экспорта новых российских технологий в медицине.
