Технология дополненной реальности в хирургическом лечении новообразований поджелудочной железы

Цель. Анализ возможностей и эффективности интеграции интраоперационной дополненной реальности в хирургию поджелудочной железы.

Материал и методы. Проведен поиск и отбор публикаций в рецензируемых базах данных, по ключевым фразам “augmented reality”, “3D modeling”, “surgical visualization”, “intraoperative technology”. Поиск ограничивали рецензируемыми работами на английском языке. Анализ был дополнен собственным клиническим наблюдением муцинозной цистаденомы хвоста поджелудочной железы с малигнизацией. При оперативном вмешательстве применили технологию дополненной реальности с технологией регистрации данных на основе разработанного программно-аппаратного комплекса Medgital Vision.

Результаты. Интраоперационная дополненная реальность обеспечивает возможность создания «прозрачной» анатомии формированием 3D-моделей поджелудочной железы, новообразований и сосудистых структур в режиме реального времени. По мнению большинства авторов, применение дополненной реальности способствует улучшению отображения сосудистого бассейна в зоне проведения операции, однако не во всех ситуациях существенно влияет на продолжительность операции и объем кровопотери, что подтверждают результаты собственного наблюдения.

Заключение. Повышение информативности и расширение применения дополненной реальности в хирургической практике зависит от проведения исследований на крупных группах пациентов и выбора маркеров для точной пространственной регистрации 3D-модели. Дополненную реальность следует рассматривать как важный компонент развивающегося арсенала технологий для безопасных и точных операций.

1. Bishop M.A., Simo K. Distal pancreatectomy. StartPearls Publishing; 2023 (обновлено 21 июня 2023 г.; процитировано 30 октября 2016 г.). Доступно: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK564309/1

2. Sandini M., Ruscic K.J., Ferrone C. R., Qadan M., Eikermamm M., Warshaw A.L., Lillemoe K.D., Fernandez-del Castillo C. Major Complications Independently Increase Long-Term Mortality After Pancreatoduodenectomy for Cancer. J. Gastrointest. Surg. 2019; 23 (10): 1984–1990. https://doi.org/10.1007/s11605-018-3939-y2

3. Kondo N., Murakami Y., Uemura K., Nakagawa N., Okada K., Takahashi S., Sueda T. Prognostic impact of postoperative complication after pancreatoduodenectomy for pancreatic adenocarcinoma stratified by the resectability status. J. Surg. Oncol. 2018; 118 (7): 1105–1114. https://doi.org/10.1002/jso.250663

4. Vávra P., Roman J., Zonča P., Ihnát P., Němec M., Kumar J., Habib N., El-Gendi A. Recent development of augmented rea­lity in surgery: a review. J. Healthc. Eng. 2017; 1: 9. https://doi.org/10.1155/2017/4574172

5. Федоров В.Д., Кармазановский Г.Г., Гузеева Е.Б., Цвир­кун В.В. Виртуальное хирургическое моделирование на основе данных компьютерной томографии. М.: Видар, 2003. 84 с.

6. Аляев Ю.Г., Терновой С.К., Ахвледиани Н.Д., Фиев Д.Н. Инновационная диагностика урологических заболеваний. Врач. 2010; 6: 2.

7. Аляев Ю.Г., Терновой С.К., Хохлачев С.Б., Ахвледиани Н.Д., Нагорный М.Н., Фиев Д.Н. Компьютерное моделирование в планировании органосохраняющих операций по поводу опухоли почек. Медицинский вестник Башкортостана. 2010; 2: 29–35.

8. Tang S.L., Kwoh C.K., Teo M.Y., Sing N.W., Ling K.V.. Augmented reality systems for medical applications. IEEE Eng. Med. Biol Mag. 1998; 17 (3): 49–58. https://doi.org/10.1109/51.677169

9. Marescaux J., Michele D., Soler L. Augmented Reality and Minimally Invasive Surgery. J. Gastroenterol. Hepatol. Res. 2013; 2 (5): 555–559. https://doi.org/10.6051/j.issn.2224-3992.2013.02.175

10. Calhoun P.S., Kuszyk B.S., Heath D.G., Carley J.C., Fishman E.K. Three-dimensional volume rendering of spiral CT data: Theory and method. RadioGraphics. 1999; 19 (3): 745–764. https://doi.org/10.1148/radiographics.19.3.g99ma14745

11. Deng W., Li F., Wang M., Song Z. Easy-to-use augmented reality neuronavigation using a wireless tablet PC. Stereotact. Funct. Neurosurg. 2014; 92 (1): 17–24. https://doi.org/10.1159/000354816

12. Inoue D., Cho B., Mori M., Kikkawa Y., Amano T., Nakamizo A., Yoshimoto K., Mizoguchi M., Tomikawa M., Hong J., Hashizume M., Sasaki T. Preliminary study on the clinical application of augmented reality neuronavigation. J. Neurol. Surg. A Cent. Eur. Neurosurg. 2013; 74 (2): 71-76. https://doi.org/10.1055/s-0032-1333415

13. Wu H.Q., Geng X.Y., Wang L., Zhang Y.P., Jiang K., Tang L.M., Zhou G.M., Dong J.C. Optical augmented reality assisted navigation system for neurosurgery teaching and planning. Fifth International Conference on Digital Image Processing. 2013; 8878F: 643–647. https://doi.org/10.1117/12.2030573

14. Mahvash M., Tabrizi L.B. A novel augmented reality system of image projection for image-guided neurosurgery. Acta Neurochir. (Wien). 2013; 155: 943–947. https://doi.org/10.1007/s00701-013-1668-2

15. Ivanov V.M., Krivtsov A.M., Strelkov S.V., Kalakutskiy N.V., Yaremenko A.I., Petropavlovskaya M.Yu., Portnova M.N., Lukina O.V., Litvinov A.P. Intraoperative use of mixed reality technology in median neck and branchial cyst excision. Future Internet. 2021; 13 (8): 214; https://doi.org/10.3390/fi13080214

16. Ivanov V.M., Krivtsov A.M., Strelkov S.V., Smirnov A.Yu., Shipov R.Yu., Grebenkov V.G., Rumyantsev V.N., Gheleznyak I.S., Surov D.A., Korzhuk M.S., Koskin V.S. Practical application of augmented/mixed reality technologies in surgery of abdominal cancer patients. J. Imaging. 2022; 8 (7): 183. https://doi.org/10.3390/jimaging8070183

17. Birkmeyer J.D., Finlayson S.R.G., Tosteson A.N.A., Sharp S.M., Warshaw A.L., Fisher E.S. Effect of hospital volume on in-hospital mortality with pancreaticoduodenectomy. Surgery. 1999; 125 (3): 250–256. https://doi.org/10.1016/S0039-6060(99)70234-5

18. Birkmeyer J.D., Warshaw A.L., Finlayson S.R.G., Grove M.R., Tosteson A.N.A. Relationship between hospital volume and late survival aft er pancreaticoduodenectomy. Surgery. 1999; 126 (2): 178–183. https://doi.org/10.1016/S0039-6060(99)70152-2

19. Scheiman J., Hwang J., Moayyedi P. American gastroenterological association technical review on the diagnosis and management of asymptomatic neoplastic pancreatic cysts. Gastroenterology. 2015; 148 (4): 824–848. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2015.01.014

20. Braga M., Capretti G., Pecorelli N., Balzano G., Doglioni C., Ariotti R., Di Carlo V. A prognostic score to predict major complications after pancreaticoduodenectomy. Ann. Surg. 2011; 254 (5): 702–708. https://doi.org/10.1097/sla.0b013e31823598fb

21. PancreasGroup.org Collaborative. Pancreatic surgery outcomes: multicentre prospective snapshot study in 67 countries. Br. J. Surg. 2024; 111 (1): 330. https://doi.org/10.1093/bjs/znad330

22. Sánchez-Velázquez P., Muller X., Malleo G., Park J.-S., Hwang H.-K., Napoli N., Javed A.A., Inoue Y., Beghdadi N., Kalisvaart M., Vigia E., Walsh C.D., Lovasik B., Busquets J., Scandavini ., Robin F., Yoshitomi H., Mackay T.M., Busch O.R., Hartog H., Heinrich S., Gleisner, A., Perinel J., Passeri M., Lluis N., Raptis D.A., Tschuor C., Oberkofler C.E., DeOliveira M.L., Petrowsky H., Martinie J., Asbun H., Adham M., Schulick R., Lang H., Koerkamp B.G., Besselink M.G., Han H.-S., Miyazaki M., Ferrone C.R., Fernández-del Castillo C., Lillemoe K.D., Sulpice L., Boudjema K., Del Chiaro M., Fabregat J., Kooby D.A., Allen P., Lavu H., Yeo C.J., Barroso E., Roberts K., Muiesan P., Sauvanet A., Saiura A., Wolfgang C.L., Cameron J.L., Boggi U., Yoon D.-S., Bassi C., Puhan M.A., Clavien P.-A. Benchmarks in pancreatic surgery: a novel tool for unbiased outcome comparisons. Ann. Surg. 2019; 270 (2): 211–218. https://doi.org/10.1097/SLA.0000000000003223.

23. Javaheri H., Ghamarnejad O., Bade R., Lukowicz P., Karolus J., Stavrou G.A. Beyond the visible: preliminary evaluation of the first wearable augmented reality assistance system for pancreatic surgery. Int. J. Comput. Assist. Radiol. Surg. 2024; 20 (1): 117–129. https://doi.org/10.1007/s11548-024-03131-0

24. Tang R., Yang W., Hou Y., Yu L., Wu G., Tong X., Yan J., Lu Q. Augmented Reality-Assisted Pancreaticoduodenectomy with Superior Mesenteric Vein Resection and Reconstruction. Gastroenterol. Res. Pract. 202; 17: 7. https://doi.org/10.1155/2021/9621323

25. Marzano E., Piardi T., Soler L., Diana M., Mutter D., Marescaux J., Pessaux P. Augmented reality-guided artery-first pancreatico-duodenectomy. J. Gastrointest. Surg. 2013; 17 (11): 1980–1983. https://doi.org/10.1007/s11605-013-2307-1

26. Onda S., Okamoto T., Kanehira M., Suzuki F., Ito R., Fujioka S., Suzuki N., Hattori A., Yanaga K. Identification of inferior pancreaticoduodenal artery during pancreaticoduodenectomy using augmented reality-based navigation system. J. Hepatobiliary. Pancreat. Sci. 2014; 21(4): 281–287. https://doi.org/10.1002/jhbp.25