Компьютерные инженеры и нейрохирурги объединились с голливудскими специалистами по спецэффектам для создания нового высокоточного 3D-симулятора, с помощью которого хирурги тренируются проводить минимально инвазивные операции на мозге. О первых успешных испытаниях тренажёра авторы сообщают в журнале Journal of Neurosurgery: Pediatrics.
С помощью нового симулятора хирурги отрабатывают навыки проведения эндоскопической вентрикулостомии третьего желудочка (ETV) – процедуры для лечения гидроцефалии головного мозга (водянки) с использованием эндоскопов, представляющих собой небольшие трубки и инструменты с компьютерным управлением. При гидроцефалии в желудочках головного мозга скапливается излишнее количество спинномозговой жидкости и возникает повышенное давление на ткани мозга. ETV требует минимального хирургического вмешательства: для нормального оттока жидкости врачи проделывают дополнительное отверстие в стенке желудочка эндоскопическими инструментами. Метод не предполагает установки шунтирующей системы и появления связанных с ней осложнений.
«Для точного и безопасного проведения такой операции хирургам принципиально важно иметь возможность практиковаться. Моделирование хирургической операции похоже на отработку свинга в гольфе», — отмечает Алан Коуэн, директор отделения детской нейрохирургии в Школе медицины Университета Джонса Хопкинса и главный автор статьи.
По его мнению, симулятор помог бы хирургам отрабатывать необходимые навыки перед проведением реальной операции.
Команде исследователей удалось разработать более надёжный, реалистичный и экономичный способ обучения хирургов ETV по сравнению с традиционной хирургической подготовкой на трупах: учебную модель головы 14-летнего ребёнка на основе реального пациента с гидроцефалией – распространённым клиническим случаем в детской нейрохирургии. Благодаря 3D-печати и сотрудничеству с голливудскими специалистами по спецэффектам, модели головы и мозга получились максимально приближенными к реальности, точными с анатомической точки зрения и размером в натуральную величину. Для имитации притока спинномозговой жидкости и пульсации в мозге в «тренировочной» голове использовали электронный насос, а у одной из её версий есть даже черты лица, волосы, ресницы и брови.
Чтобы проверить симулятор ETV в работе, команда исследователей в случайном порядке разбила по группам четырёх нейрохирургов-ординаторов и 13 интернов. Часть обучающихся проводила операцию на высокоточной модели головы, остальные – на менее реалистичной: без волос, ресниц и бровей.
После проведения пробной операции каждый участник оценивал симулятор по пятибалльной шкале: в среднем оценки по эффективности обучения процедуре ETV оказались выше (4,88 из 5 баллов), чем по эстетическим характеристикам тренажёра (4,69). Работу практикантов записывали на видео, а позднее просматривали и оценивали два хорошо подготовленных нейрохирурга, которые не могли опознать обучающихся и определить их степень подготовки.
Нейрохирурги ставили практикантам оценку по нескольким критериям: «обращение с инструментами», «производительность», «ход операции». Ординаторы неоднократно получали более высокие баллы, чем интерны, по всем измеряемым параметрам, что точно соответствует повышенной подготовке первых. Учебный тренажёр помог провести различие между начинающими и опытными хирургами.
«Благодаря уникальному составу нашей исследовательской команды, мы смогли разработать высокоточный симулятор для минимально инвазивной нейрохирургии. Он отличается реалистичностью, надёжностью, пригодностью для многократного применения и экономичностью. Модели можно разрабатывать под конкретного пациента, благодаря чему хирурги могут практиковаться перед проведением реальной операции», — поясняет Алан Коуэн.
Коуэн говорит о необходимости дальнейших испытаний: это позволит определить, действительно ли обучающий тренажёр способен повысить результативность реальных операций.
Посмотреть видео с пробной операции можно тут.
Текст: Светлана Завалишина
Creation of a novel simulator for minimally invasive neurosurgery: fusion of 3D printing and special effects
Peter Weinstock, Roberta Rehder, Sanjay P. Prabhu, Peter W. Forbes, Christopher J. Roussin, and Alan R. Cohen
Published online April 25, 2017; DOI: 10.3171/2017.1.
Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.
