Замислете свет каде што технологијата и медицината танцуваат во синхронизиран ритам, обезбедувајќи оптимален исход за секоја операција. Доктор Стефан Арсенков, специјалист по абдоминална хирургија во УКХБ Св. „Наум Охридски“, е еден од ретките визионери во медицината што ја спојува вештачката интелигенција со хирургиската пракса. Со револуционерните предоперативни подготовки кои ги креира користејќи ВИ и 3Д принтер, тој не само што го скратува времето на операција туку и го минимизира ризикот од компликации, овозможувајќи им на пациентите побрзо и посигурно закрепнување.
Соочувајќи се со предизвиците и прифаќајќи ја технологијата како неопходен сојузник, доктор Арсенков го отвора патот кон нова ера во хирургијата каде што вештачката интелигенција станува сојузник на хирурзите и спасител на животите.
Како првпат се заинтересиравте за примена на вештачка интелигенција и 3D печатење во медицинските процедури? Што ве инспирираше да интегрирате ВИ со 3D печатење за создавање органи?
Технологијата, особено информатичките технологии секогаш ми биле поле на интерес, до толку што уште пред да ги започнам студиите по медицина, реална можност беше наместо медицина да студирам некоја од тие области. Можеби тогаш не се случи, но еве, 15-тина години подоцна, сепак се спои љубовта кон медицината и технологијата. Следејќи ги трендовите во светот, неизбежно беше да се размислува за примена на ВИ во хирургијата. Започнав одредени истражувања за употреба на компјутерска визија во лапароскопската хирургија, кои ме натераа да размислувам пошироко на полето на интеграција на хирургијата со ИТ, па оттаму и идејата за користење на 3Д печатење. Штом се почна со размислување за 3Д печатење, многу лесно беше да се донесе заклучокот за употреба на вештачка интелигенција за побрзо добивање на резултати.
Кои специфични проблеми во абдоминалната хирургија и воопшто во хирургијата ги решава ВИ-управуваното 3D печатење?
3Д печатењето станува се почесто користена технологија во медицината, и се користи на многу полиња. Главниот проблем кој оваа технологија го решава е тоа што сите традиционални методи на добивање снимки, како компјутерска томографија (КТ) и магнентна резонанца (МР) даваат дводимензионални слики и истите ги гледаме на еден рамен екран. Но, на основа на тие слики, можеме да направиме реконструкција на органите на пациентот, кои би ги испечатиле во три димензии. Со тоа претставата за соодносот на различните органи е многу појасна, добиваме идеална реплика на анатомијата на пациентот, во три димензии. Сето тоа помага да сме многу поспремни при операции, особено на комплицирани случаи.
Кои се најголемите предизвици со кои се соочивте при интеграцијата на ВИ и 3D печатењето во вашата практика?
Иако многу брзо се развива, вештачката интелигенција сè уште е во одреден зачеток, па како таква си има свои ограничувања. Најголем предизвик до сега е тоа што сè уште не може целосно да се потпреме само на ВИ, туку секогаш мора ригорозно да се контролираат резултатите кои ги дава истата. Но, континуирано работиме на подобрување на моделите на ВИ кои ги користиме, па сега во компанијата 3DLoom сме во процес на изработка на нов модел на ВИ кој би давал попрецизни и поточни резултати.
Можете ли да не прошетате низ процесот на користење на ВИ во 3D печатењето на органи, од дизајн до имплементација?
Процесот на добивање на еден модел започнува со снимање на пациентот, најчесто на КТ, но може да работиме и со снимки од МР. Откако снимките ќе се добијат, сликите се внесуваат во софтвер кој прави т.н. сегментација, односно се означуваат сите органи и структури посебно. Во овој момент работата многу ја забрзува ВИ, со тоа што најголем дел од сегментацијата се прави со помош на ВИ, така што она што останува е само да се прецизираат најфините детали. Така се добива модел, кој се припрема за 3Д печатење во зависност од технологијата во која ќе се печати, и се започнува процесот на 3Д печатење. Следниот чекор е пост-процесирање на испечатениот модел, чистење и отстранување на непотребните делови. Може да следи боење и спојување на различните делови, при што се добива реплика на делот од органите на пациентот кои во моментот нè интересираат. Со помош на таа реплика, не само што можеме да се запознаеме со анатомијата на пациентот, туку пред самата операција се прави конкретен план (кој крвен сад каде ќе се подврзе, како ќе се пристапи до истиот, каде треба да се биде особено внимателен, итн). Со помош на генерираните модели, можеме дополнително да изработиме и одредени водичи, кои најчесто се употребуваат во ортопедската/трауматолошката хирургија, и тие водичи да помогнат при поставувањето на остеосинтетски материјал (штрафови, плочки итн.) кои се користат при скршеници на коски.
Каква улога игра ВИ во прецизноста и прилагодувањето на 3D отпечатените органи и како ја обезбедувате точноста и сигурноста на овие ВИ-управувани 3D отпечатени органи?
Моделите на ВИ кои ни се сега достапни ја забрзуваат работата, но не може да се каже дека се особено прецизни. Со секоја нова итерација, се добива зголемена прецизност, но во овој момент без човечка контрола не би можело да се добие адекватен 3Д модел. Сепак, доколку без ВИ се потребни повеќе од 10 часа за да се добие прецизно изработен модел, со ВИ времето се скратува на 2-3 часа, што е огромна придобивка – човечката експертиза и контрола се користи само таму каде што е најпотребно.
Кои се главните придобивки од користењето на ВИ и 3D печатење во вашите операции и како оваа технологија ги подобри резултатите на пациентите и хируршките процедури?
Сите научни студии направени на оваа тема го даваат скоро истиот резултат – со користење на 3Д модели за предоперативна припрема, времето на операција се скратува. Нашите резултати говорат дека времето за операција се скратува дури и до 40% во одредени случаи. Бенефитот за пациентите е огромен: пократка операција значи помалку болка, помалку примени лекови, помалку шанси за инфекција, итн. Но, бенефит имаат и останатите пациенти – пократко време за операција значи повеќе време за операција на други пациенти, така што можеби ова е едно решение да се намалат големите листи на чекање што го мачат нашиот здравствен систем.
Од досегашното искуство, какви резултати и заклучоци имате за примената на оваа технологија? Во која насока ќе се движите во иднина?
Технологијата на 3Д печатење неминовно ќе даде огрoмен бенефит за многу пациенти. Во светот, а и кај нас, се оди кон еден тренд на персонализирана медицина, а ова нè носи еден чекор поблиску до тоа. Со 3Д печатење веќе може да се изработат оние водичи кои ги спомнав погоре, за поставување на штрафови, плочки или правење засеци. До сега се достапни само некои генерални водичи кои никогаш не би можеле да ја дадат идеалната положба за секој пациент. Со индивидуалните водичи, знаеме дека ќе биде постигната идеалната позиција за секој пациент посебно. Понатаму, во светот веќе има студии кај што се печатат импланти за коски како вештачки колкови, колена или други зглобови.
Но, сепак, сонот на секој кој се занимава со 3Д печатење во медицината е дека еден ден би можеле да се печатат живи органи кои би се користеле за трансплантација. Иако многу лаборатории работат на тоа, во овој момент нема такво решение, но верувам дека нема да помине долго време пред и тоа да стане реалност.
Можете ли да споделите некои успешни приказни или значајни достигнувања постигнати со оваа технологија?
За нас секој задоволен пациент е успешна приказна сама по себе. Со гордост можам да кажам дека сите операции каде што сме ги користеле нашите модели поминале без интраоперативни компликации. Голем предизвик беше да се направи модел на срцињата на две мали бебиња кои беа оперирани поради вродена срцева маана, но баш поради тоа сатисфакцијата кога тие пациенти беа пуштени да си бидат дома со семејствата беше уште поголема.
Во овој период на летни одмори, можам да споделам приказна за еден млад пациент кој на 2-3 дена пред заминување на одмор си ја повреди раката и се здоби со скршеница на палецот. До пред некое време тоа значеше дека одморот на пациентот ќе му биде уништен, затоа што со гипс нема да може да влегува во вода и да ужива во редовните летни активности. Но, за пациентот успеавме да направиме 3Д скен и да испечатиме еден вид на имобилизација (каст) кој може без проблем да се мокри, може да се спортува со него, дозволува кожата „да дише“ без да се развива чешање, и со тоа го „спасивме“ летниот одмор.
Како ВИ ја подобрува грижата за пациентите? Дали е достапна за сите и дали оваа услуга може да биде покриена од фондот?
Улогата на ВИ во медицината е огромна и допрва ќе станува уште поголема. Од анализа на податоци за лекувањето на пациентите, до предвидување на одредени компликации базирано на параметрите на пациентот, до она што ние активно го работиме, хируршка навигација и насочување, па сè до постоперативна грижа или помош при рехабилитација. Со оглед на неоспорно добрите резултати кои ги дава користењето на оваа технологија, веруваме дека секој заслужува да има пристап до неа. Ние сме отворени за соработка за сите институции кои би сакале да им ја пружат оваа услуга на пациентите, а доколку фондот за здравство ги увиди погодностите, секако дека би соработувале.
Колку постарите колеги се подготвени да учат и имплементираат нови вештини и воопшто да ја применуваат ВИ во секојдневната работа?
Научните истражувања направени на тема употреба на нови технологии во хирургијата не прават разлика во староста – има постари колеги кои се спремни и желни да научат нешто повеќе, има и помлади кои имаат ригидни ставови. Но, според една студија, направена во Холандија, она што прави најголема разлика е степенот на едукација. Од тоа можеме да заклучиме дека единствено со соодветна едукација за можностите, ризиците и етичките дилеми во однос на користењето на ВИ, ќе имаме адекватна употреба на ВИ во секоjдневната медицина.
Кои напредоци ги предвидувате во следните пет години во областа на ВИ и 3D печатење на органи? Дали трансплантацијата на органи со оваа технологија е возможна во иднина?
Сигурен сум дека се повеќе ќе се користат 3Д печатени модели, а можам да одам до таму да кажам дека се надевам дека ќе станат рутина, особено кај потешките случаи. Наместо лекарите да поминуваат часови гледајќи снимки, ќе можат само за неколку минути да се запознаат со состојбата на пациентот па дури и да направат план за лекување. Како што спомнав претходно, глобална цел е да се развие технологија за печатење на живи ткива, но не сум убеден дека ќе биде тоа достапно во наредните 5 години.
Како ја гледате еволуцијата на оваа технологија и нејзиното потенцијално влијание врз медицинското поле?
Оваа технологија ќе станува се подостапна, и верувам дека во брзо време поголемите болници, а потоа и помалите ќе имаат капацитет за 3Д печатење, па со тоа ќе се печатат модели, водичи, инструменти, импланти, протези, имобилизации и што сè не. Тоа не само што ја подобрува грижата за пациентите, туку ја прави и подостапна, особено во области каде што е тешко или скоро невозможно да се однесат сите можни типови на инструменти и протези, и голем дел од нив да останат неискористени. Со 3Д печатач се носи материјал и потоа се печати само она што е потребно. Тоа не е само што е добро за пациентите, туку е и добро за животната средина, што е уште еден голем бенефит од користење на оваа технологија.
Дали соработувате со други истражувачи, институции или компании на оваа технологија?
Во моментов активно се користат овие модели само во УКХБ св. Наум Охридски, но имаме соработувано и со други институции, како клиничката болница Аџибадем Систина. Сепак, секој што е заинтересиран за користење на оваа технологија, може да нè контактира и со задоволство би оствариле соработка. Имаме разговори за соработка со други институции, но за тоа ќе објавиме кога ќе се официјализира истата.
Колку оваа технологија може да го подобри целокупниот процес на едукација на студентите и дали е истата е достапна за студентите на медицинскиот факултет?
Тоа е една огромна придобивка од овие модели – по завршување на третманот, моделите остануваат во болницата, и може да се користат истите за едукација на студенти и специјализанти. Со оглед на тоа што добивање на примероци од човечко ткиво е проблематично од повеќе аспекти (технички, правен, етички), овие модели се ретка можност да се добијат учебни помагала кои верно ја прикажуваат состојбата на човековите органи. Дополнително, постои можност и да се изработат модели со едукација како примарна цел, што од многу аспекти ќе им ја олесни едукацијата на студентите, особено по предметот анатомија, кој што е од суштинско значење за секој студент по медицина. Се надеваме дека медицинските факултети во државата наскоро ќе го увидат потенцијалот од оваа технологија и ќе оствариме успешна соработка.
