Президентская программа
исследовательских проектов

Совместная разработка ученых Кемерова и Томска позволит проводить малоинвазивные операции по замене клапана сердца без использования импортных изделий

Источник: Министерство здравоохранения Кузбасса

Инновационный проект «Исследование и реализация концепции роботизированного малоинвазивного протезирования клапана аорты», рассчитан на 2018-2021 годы. Сейчас разработчики представили результаты второго этапа гранта Российского научного фонда. В рамках научно-образовательного центра «Кузбасс» совместный коллектив лаборатории новых биоматериалов НИИ Комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний (г. Кемерово) под руководством кандидата технических наук Евгения Овчаренко и лаборатории дизайна медицинских изделий Центра RASA ТПУ (г. Томск) под руководством доктора технических наук Ольги Гергет, разработали уникальный алгоритм системы трекинга и позиционирования транскатетерных протезов клапанов сердца на основе нейросетей.

Совместный проект — пример эффективной научной коллаборации — успешно реализованой за счет объединения клинических результатов малоинвазивных операций кузбасских кардиологов и современных методов обработки изображений, которыми обладает Томский политехнический университет. Это позволило получить синергетический эффект в прикладной области высокотехнологичной медицины.

Система автоматически определяет ключевые якорные точки анатомических областей на основе данных интраоперационной ангиографии, которые являются ориентирами для врача при проведении операции на сердце. Речь идет о высокотехнологичных малоинвазивных хирургических вмешательствах по транскатетерной имплантации клапанов сердца. Предполагается, что разрабатываемая программа автоматически и максимально точно подсветит те участки, куда должен быть имплантирован протез клапана сердца.

В данное время коллективу проекта удалось обучить нейросети корректному распознаванию целевых меток на ангиограммах. Для одновременного решения этих задач использовалась концепция Multi-Task Learning. В ходе исследования были использованы девять моделей нейросетей, которые основаны на различных архитектурах. На текущий момент определение наличия искомых точек возможно с точностью 97% и 96%.

«Полученная методика может является как самостоятельной системой помощи для хирурга во время операции на сердце, так и частью более сложного роботизированного комплекса, дизайн-концепт которого мы запланирован к реализации уже в следующем году. Исследования данного направления будут продолжены и в перспективе — апробированы в условиях реал-тайм модельного эксперимента», — отметил руководитель грантового проекта Евгений Овчаренко.

В целом, результатом реализации грантового проекта станет разработка протеза клапана сердца и системы его доставки — для малоинвазивных операций, которые успешно проводятся в клинике НИИ КПССЗ уже несколько лет. Реализация концепции собственного устройства позволит решить проблему импортозамещения в использовании высокотехнологичных медицинских изделий.

Возврат к списку