Umělá inteligence už dávno není jen marketingové heslo technologických firem. V ostravské fakultní nemocnici se stává konkrétním nástrojem, který může zásadně změnit průběh náročných operací tlustého střeva. Výzkumníci zde dokážou pomocí AI vytvořit detailní 3D model cévního řečiště v dutině břišní ještě předtím, než pacient vstoupí na operační sál.
Projekt vznikl v rámci vědecko-výzkumného centra LERCO a jeho cílem je zpřesnit plánování chirurgických výkonů, zejména při odstraňování zhoubných nádorů.
Cévní variabilita jako chirurgická výzva
Podle přednosty Chirurgické kliniky FNO doc. MUDr. Lubomíra Martínka, Ph.D., je oblast tlustého střeva z pohledu cévního zásobení mimořádně variabilní. To znamená, že každý pacient může mít cévy větvené jinak.
Právě tato nepředvídatelnost je při operacích rizikovým faktorem. Díky 3D vizualizaci si chirurg může předem detailně prohlédnout, kolik cév se v místě nachází, jak se větví a kudy přesně probíhají. V krátkodobém horizontu to znamená přesnější a bezpečnější výkon, dlouhodobě pak lepší prognózu pro pacienty.
Stovky hodin ruční práce pro trénink AI
Aby bylo možné model vytvořit, musela být umělá inteligence nejprve „naučena“ pracovat s reálnými daty. Základem byla CT vyšetření pacientů včetně kontrastního zobrazení arteriálního i žilního řečiště.
Jak vysvětluje doc. Ing. Lukáš Knybel, Ph.D., klinický inženýr Kliniky onkologické FNO a člen výzkumné skupiny LERCO, u každého pacienta bylo nejprve nutné ručně zakreslit cévní struktury na stovce CT vyšetření. Jedno takové zpracování trvalo šest až osm hodin. Celkem šlo o stovky hodin práce, které vytvořily dataset pro trénink modelu.
Výsledkem je nástroj, který dnes dokáže vytvořit 3D vizualizaci během jedné až jedné a půl minuty.
Virtuální realita i 3D tisk
Hotový model může chirurg zobrazit několika způsoby. K dispozici je 3D model na monitoru, možnost využití brýlí pro virtuální realitu i fyzický výstup pomocí 3D tisku.
To umožňuje model otáčet, detailně zkoumat a lépe pochopit konkrétní anatomii pacienta. Výzkumníci nyní porovnávají předoperační modely s reálným nálezem během operace. Dosavadní zkušenosti ukazují vysokou shodu mezi virtuálním modelem a skutečným stavem.
Mezinárodní spolupráce a přenos know-how
Na projektu spolupracovali odborníci z FNO a také z Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava. Důležitým partnerem se stalo i německé Německé onkologicko-výzkumné centrum (DKFZ).
Právě díky této spolupráci mohli ostravští výzkumníci využít model pro takzvané tubulární struktury. Ten je klíčový zejména u velmi tenkých cév o průměru jen několik milimetrů, které je jinak obtížné kontinuálně zakreslit. Německý nástroj dokáže cévu „sledovat“ i v místech, kde by se jinak ve vizualizaci ztratila. Na tomto principu byl následně natrénován i ostravský model.
Co to znamená pro české zdravotnictví
Projekt ukazuje, že umělá inteligence v medicíně nemusí být futuristickou vizí, ale praktickým nástrojem s přímým dopadem na kvalitu péče. Pokud se technologie osvědčí ve větším měřítku, může se stát standardní součástí předoperační přípravy u složitých břišních operací.
Pro region je to zároveň důkaz, že špičkový výzkum a mezinárodní spolupráce nevznikají jen v Praze nebo Brně, ale i v Ostravě. A právě takové projekty ukazují, že budoucnost české medicíny se dnes formuje i v regionech.
Zdroj: Fakultní nemocnice Ostrava
