Ученые Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) разработали программное обеспечение с применением технологий ИИ для первого в России стереорентгеновского комплекса. Его внедрение повысит точность местоположения катетеров и обеспечит качество проведения операций на сердце.
Ежегодно в России проводится более 40 тысяч катетерных аблаций нарушений ритма сердца — операций, при которых в сердце больного вводят специальный катетер. Сейчас специалисты ТУСУРа и отечественного производителя медицинского оборудования «Биоток» работают над созданием первого в Российской Федерации стереорентгеновского комплекса, который позволит создавать трехмерную модель сердца пациента и отслеживать положение хирургических инструментов во время операций.
Ученые ТУСУРа занимаются разработкой отдельных алгоритмов, программных компонентов и технологических решений будущего стереорентгеновского комплекса с применением ИИ. Уже реализованы алгоритмы определения местоположения эндокардиальных катетеров на рентгеновских изображениях в реальном времени.
«Эти алгоритмы реализованы в виде программных модулей и внедрены в прототип комплекса флюороскопической навигации, — говорит научный сотрудник лаборатории съема, анализа и управления биологическими сигналами ТУСУРа, кандидат технических наук Сергей Жарый. — В текущем году также был разработан ИИ-алгоритм для автоматической сегментации контрастированной части рентгеновских изображений при проведении атриографии (исследование левого предсердия с использованием контрастного вещества для оценки его анатомии и размеров), который позволяет производить трехмерную реконструкцию с вращением методом отсечения неконтрастных частей рентгеновских изображений».
В 2029 году система пройдет технические, а затем клинические испытания. А в ближайшее время ученым предстоят работы по совмещению флюороскопической и нефлюороскопической систем навигации. Флюороскопические системы используют рентгеновское излучение для непрерывной визуализации катетера, а нефлюороскопические определяют положение инструментов без рентгена, что снижает лучевую нагрузку на пациентов.
«Основным отличием нашего комплекса является применение стереорентгеновской системы, что позволяет рассчитывать трехмерные координаты катетеров с высокой точностью, — отмечает директор научно-производственной фирмы, кандидат медицинских наук Александр Оферкин. — В широком смысле аналогом флюороскопической навигации являются нефлюороскопические системы навигации, однако все они ориентированы на катетеры своих производителей. При этом стоимость таких расходных материалов всегда завышена относительно стоимости обычных катетеров. Наша же система не привязана к производителю расходных материалов, а также позволяет начинать реконструкцию без предварительной подготовки, которая требуется для нефлюороскопических систем навигации».
«Для нас очень важно внедрение совместных исследований в отечественное практическое здравоохранение. Российское — значит высокое качество, надежность, конкурентоспособность как по функционалу, сравнимому с мировым уровнем, так и по ценовым характеристикам», — считает директор института системной интеграции и безопасности ТУСУРа, член-корреспондент РАН Александр Шелупанов.
По словам томских исследователей, алгоритмы, программные модули и технические решения также можно будет применять для однопроекционных рентгеновских систем. Предполагается, что в 2027–2029 годах томичи создадут способы совмещения и унификации с зарубежными системами.
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Молодежь и дети»).
