Virtuální realita: přelom v předoperační přípravě transplantací i dalších operací

Virtuální nebo i rozšířená realita (často v kombinaci s 3D tiskem) už v IKEM pomohla u více než stovky operací. Chirurgové se díky ní mohou lépe připravit na nejsložitější výkony u dětí i dospělých. Během 2 let fungování programu se podařilo metodu přesunout do každodenní praxe. Využívá se především u složitých operací a transplantací jater u dospělých i dětí, použití najde i v kardiochirurgii. IKEM teď plánuje program rozšířit. Díky Nadaci Kapka naděje podporované společností Shell dostanou IT specialisté a chirurgové k dispozici pomocný software pro převod dat do virtuální reality, který jim umožní zkrátit zpracování z jednoho nebo dvou dnů na několik hodin. Budou tak moci využít metodu i v případech akutního selhání jater, při kterých operace nesnese odklad.

Virtuální realita umožní zobrazit i dětská játra do nejmenšího detailu a v maximálním rozlišení. Právě proto se u operací jater využívá nejčastěji. „Virtuální realita a 3D tisky modelů orgánů nám dodávají nový rozměr a možnosti v předoperační i operační přípravě. Můžeme se ještě před samotnou operací nebo i během operace samotné detailně podívat na ty nejdrobnější struktury a promyslet, jak složitou operaci provedeme. Takto jsme se například připravovali v posledních 2 letech na 17 dětských velmi vážných případů a modely jsme vytvářeli i pro 93 dospělých. Navíc můžeme obraz sdílet v reálném čase s užitím headsetu i s dalšími kolegy, a to
i v jiných zemích a diskutovat nad nejlepší variantou operace,“ vysvětluje přínosy doc. MUDr. Jiří Froněk, Ph.D., FRCS, přednosta Kliniky transplantační chirurgie, který v IKEM virtuální realitu rozvíjí.

Anatomie jater je velmi složitá, u každého pacienta má orgán tak jedinečnou strukturu,
že by se dala téměř přirovnat k otiskům prstů. „Virtuální realita chirurgovi umožňuje si je před výkonem nebo i během něj zobrazit v celkové perspektivě včetně cévních struktur, což mu žádná jiná metoda nedovolí,“ vysvětluje David Sibřina, BA (Hons), MSc., vývojář virtuální reality IKEM,
a doplňuje, že model nedávno využil například i při simulaci transplantace jater, při které dospělý člověk daroval batoleti štěp svého orgánu. „Mohli jsme simulovat vhodnost velikosti, tvaru
i ostatních parametrů štěpu včetně cévních struktur,“ dodává docent Jiří Froněk.

Virtuální realita se používá zejména v předoperační přípravě, brýle pro virtuální realitu ale mají chirurgové k dispozici už i na sále. Augmentovaná virtuální realita jim dokonce umožňuje model promítnout i přímo na tělo pacienta při samotné operaci. Model vytvářejí chirurgové
ve spolupráci s IT specialisty ze snímků CT a magnetické rezonance, které jim poskytnou radiologové. Celý proces dosud trval jeden až dva dny. Teď díky pomocnému softwaru pro převod dat do virtuální reality mají hotovo do jedné hodiny.

Licence softwaru pro IKEM pořídila Kapka naděje podporovaná společností Shell, a díky nim tak bude možné pomoci pacientům v akutních stavech, ve kterých dosud nebylo možné právě kvůli časové náročnosti zpracování modelů virtuální realitu využít. „Velice mě těší, že Kapka naděje je instituce, na kterou se obracejí nemocnice s konkrétními požadavky na pořízení nejenom vybavení, kterého se jim nedostává v každodenní péči, ale jsme zároveň i partnerem v případech, které přesahují standartní rámec – jako je právě virtuální realita nebo před pár lety přístroj
na transport bijícího srdce. V obou případech Kapka mohla investovat díky financím
a progresivnímu přemýšlení našeho generálního partnera společnosti Shell,“ říká Dita Loudilová, ředitelka Nadačního fondu Kapka naděje. „Ve společnosti Shell věříme v sílu inovací a vývoje,
a proto neustále pracujeme na zavádění nových technologií, ve kterých vidíme velký význam pro budoucnost. Stejně tak jako naši kolegové ve světe využívají virtuální realitu pro efektivnější plánování projektů, zvýšení bezpečnosti při práci nebo pro interní školení, nesmírně nás těší,
že se IKEM rozhodl rozvíjet tyto technologie v oblasti zdravotnictví. Velmi rádi jsme rozšířili naši dlouholetou spolupráci a prostřednictvím Nadačního fondu Kapka naděje se rozhodli podpořit využívání virtuální reality při plánování a realizaci složitých operací v celkové hodnotě
2,3 milionu korun. Věříme, že se nová metoda osvědčí, a že IT specialistům a chirurgům v IKEM bude dobře sloužit,“ říká Mgr. Jana Voštinárová, ředitelka Korporátních vztahů, Shell Czech Republic.

Pro předoperační přípravu kombinuje IKEM virtuální realitu s 3D tiskem orgánů. V institutu se dosud využíval 3D tisk pomocí technologií FFF (Fused Filament Fabrication) a SLA (Stereolithography). Těchto modelů IKEM od roku 2018 vytiskl přes 600 kusů. Nyní se modely orgánů budou tisknout pomocí technologie SLS (Selective Laser Sintering), který spojuje prášek pomocí laseru vrstvu po vrstvě. „Nespotřebovaný materiál podporuje anatomické modely během tisku, takže můžeme vytvářet složité anatomické modely bez nutnosti podpůrných struktur. Dále celý proces významně zkvalitní kompletní vizualizaci, protože nám umožní vizualizovat, zhmotnit i dosud příliš malé vaskulární struktury menší než 1 mm. Ve výsledku pak mají možnost chirurgové takové modely využít nejen jako přípravu před výkonem, ale i v průběhu rozhodování při samotném výkonu,“ vysvětluje Ing. Petr Raška, MHA, vedoucí Odboru informatiky IKEM.

Nové projekty v IKEM podařilo zejména, a právě díky přispění neveřejného sektoru. „Velké poděkování patří Nadačnímu fondu Kapka naděje a společnosti Shell, které nám licence
na software a novou tiskárnu 3D modelů lidských orgánů pořídily. Navazujeme tak na naši dlouhodobou spolupráci, protože obě společnosti dlouhodobě podporují projekty v oblasti léčby krvetvorby a před třemi lety IKEM pořídili přístroj na převoz bijícího srdce, za což jim patří veliký dík,“ říká Ing. Michal Stiborek, MBA, ředitel Institutu klinické a experimentální medicíny
a doplňuje: „IKEM byl vždy institucí, kde se propojovala špičková medicína s technologiemi
a historicky to byl právě IKEM, který přinášel nová, neotřelá řešení s cílem pomoci těm nejvíce nemocným. U virtuální reality se navíc ukazuje, že by mohla být nápomocná i při výuce mediků tím, že pomáhá přenést zkušenosti a poznatky od erudovaných chirurgů k mladým kolegům nezávisle na plánovaných operacích.“

Rozdíl mezi virtuální a augmentovanou (rozšířenou) realitou

Virtuální realita umožňuje pracovat v simulovaném prostředí, neumožňuje však uživateli vystoupit mimo tento virtuální prostor. Augmentovaná realita oproti ní simulaci ukáže i v reálném prostředí, umožňuje například promítání dat získaných z CT vyšetření a magnetické rezonance přímo na tělo pacienta na sále.

VR IKEM v číslech

V IKEM se virtuální realita používá přes dva roky, kdy začali lékaři s IT specialisty s programem VR pro předoperační přípravu. Za tu dobu bylo vytvořeno 110 modelů, z čehož v 17 případech
se jednalo o dětské pacienty.

VR IKEM využití

• • • odstranění nádorů jater u dětí a dospělých
    • simulace transplantace od žijícího dárce jater a ledviny
    • příprava příjemce jater k transplantaci
    • příprava jater od zemřelého dárce na split nebo redukci
    • příprava na komplikované operace jater a ledvin
    • příprava na implantaci mechanické srdeční podpory
    • plánování velkých hrudních a plicních výkonů