ИИ впервые помогает делать хирургические операции

Впервые искусственный интеллект помогал нейрохирургу непосредственно во время операции. Благодаря совместной работе специалистов Университетского колледжа Лондона (UCL) и больниц UCLH удалось сохранить зрение мужчине, которому удаляли опухоль головного мозга.

Операция была проведена в Национальной больнице неврологии и нейрохирургии (NHNN), входящей в UCLH. Она стала частью клинического исследования технологии искусственного интеллекта, разработанной в UCL при финансовой поддержке Национального института исследований в области здравоохранения и медицинской помощи Великобритании (NIHR).

Первым пациентом, прооперированным с применением этой технологии, стал 48-летний Рис Хибберт из Бедфордшира — менеджер службы поддержки клиентов и активный общественный волонтёр. Без хирургического вмешательства опухоль продолжила бы угрожать его зрению и со временем могла привести к слепоте. В результате операции новообразование успешно удалили, а зрение пациента сохранили.

Во время операции разработанная в UCL система искусственного интеллекта анализировала прямую видеотрансляцию с хирургического эндоскопа. В отличие от методов, основанных только на предоперационных снимках, она помогала хирургической бригаде принимать более точные решения, выделяя критически важные структуры у основания головного мозга.

В этой области гипофиз размером примерно с небольшой шарик, кровеносные сосуды и нервы, отвечающие за зрение, расположены чрезвычайно близко друг к другу. Ошибка даже в один миллиметр может иметь критические последствия и привести к смерти, слепоте или инсульту. ИИ помогал хирургам определять опасные участки, которых следовало избегать, одновременно позволяя удалить максимально возможную часть опухоли без чрезмерного риска.

В дальнейшем система также сможет отслеживать хирургические инструменты и их взаимодействие с тканями, помогая врачам во время сложных процедур и предоставляя им обратную связь.

Первую операцию с поддержкой ИИ провёл профессор Хани Маркус из Института неврологии UCL Queen Square, работающий нейрохирургом-консультантом в NHNN. Вместе с ним работал Даниял Хан — аспирант UCL и врач-ординатор по нейрохирургии UCL/UCLH, возглавляющий эту исследовательскую работу.

Профессор Маркус отметил:

Огромная благодарность участникам исследования и всей команде, которая стремится улучшить результаты лечения пациентов. Мы сделали важный первый в мире шаг, применив разработанный в Великобритании искусственный интеллект для снижения рисков во время таких сложных и деликатных операций.

Министр Великобритании по инновациям в здравоохранении Джеймс Фрит прокомментировал:

Это пример применения ИИ в его лучшем проявлении: благодаря новейшей революционной технологии пациенты получают помощь, которая раньше казалась невозможной.

Я очень рад за Риса, которому провели эту изменившую его жизнь операцию в рамках финансируемого государством исследования. Оно поможет проложить путь к методам лечения будущего.

Искусственному интеллекту необходимы надлежащие меры защиты, и мы всегда будем следить за тем, чтобы вопросам безопасности уделялось самое серьёзное внимание. В то же время мы должны использовать возможности ИИ для оказания более быстрой и эффективной медицинской помощи. Именно это мы имеем в виду, когда говорим о создании Национальной службы здравоохранения, готовой к будущему.

Система искусственного интеллекта была разработана в Институте Хокса при UCL — междисциплинарном исследовательском центре, занимающемся развитием медицинских технологий. Она работает на платформе NVIDIA Clara IGX, предназначенной для использования ИИ в медицинском оборудовании в режиме реального времени.

Для обучения и оценки системы исследователи использовали большую коллекцию размеченных эндоскопических видеозаписей предыдущих операций на гипофизе. До начала клинического исследования технология уже проходила испытания и применялась как инструмент обучения хирургов, выполняющих подобные вмешательства.

Технический руководитель проекта доктор София Бано, доцент кафедры робототехники и искусственного интеллекта факультета компьютерных наук UCL и сотрудник Института Хокса, рассказала:

Эта система искусственного интеллекта была создана междисциплинарной командой UCL. Она обучалась на сотнях записей операций и познакомилась с таким количеством хирургических случаев, которое отдельному врачу потребовались бы многие годы, чтобы увидеть в своей практике.

Система предназначена для распознавания критически важных анатомических структур, хирургических инструментов и их взаимодействия с тканями в режиме реального времени. Таким образом она помогает хирургу во время особенно сложных и деликатных процедур.

Исследование финансировали NIHR и Google. Его также поддержали Центр биомедицинских исследований NIHR при UCLH, Королевская коллегия хирургов, Совет по исследованиям в области инженерных и физических наук и фонд Wellcome.

Научный директор NIHR по инновациям профессор Майк Льюис отметил:

Эта передовая операция показывает потенциал современных систем искусственного интеллекта в поддержке хирургов и улучшении медицинской помощи пациентам. Инвестируя в инновационные цифровые технологии, NIHR помогает превращать новейшие исследования в практические инструменты, способные принести реальную пользу непосредственно в операционной.

Эта работа соответствует целям десятилетнего плана правительства в области здравоохранения, предусматривающего использование инноваций и технологий для повышения качества медицинской помощи. Особенно приятно видеть, как эти разработки уже предоставляют хирургам ценную поддержку в режиме реального времени во время сложных операций.

История Риса

Рис добровольно согласился стать первым пациентом, которому опухоль гипофиза удалили с применением новой системы.

Заболевание обнаружили случайно в декабре 2024 года, когда во время прогулки он потерял сознание и у него произошёл судорожный приступ.

Рис рассказал:

Я вышел на свою обычную ежедневную прогулку, когда внезапно почувствовал себя плохо и потерял сознание. К счастью, находившиеся рядом люди быстро пришли мне на помощь.

После обследования в больнице врачи обнаружили в моём гипофизе опухоль размером около 11 миллиметров.

Это был единственный судорожный приступ в моей жизни. Неожиданное происшествие стало началом всей моей истории, связанной с заболеванием гипофиза.

Сначала врачи наблюдали за опухолью без хирургического вмешательства. Однако со временем состояние Риса ухудшилось: возникли серьёзные гормональные нарушения и проблемы со зрением.

Описывая потерю периферического зрения, он сказал:

Я начал пользоваться тростями, потому что постоянно спотыкался: я больше не видел нижнюю часть поля зрения.

Рис решил согласиться на операцию и добровольно принял участие в исследовании. На это решение повлияла его уверенность в важности участия пациентов в медицинских исследованиях, а также его собственный опыт взаимодействия с системой здравоохранения.

Он назвал возможность принять участие в проекте одновременно «большой честью» и закономерным продолжением истории больницы, известной своими медицинскими инновациями:

Национальная больница неврологии и нейрохирургии была основана в 1859 году и стала первой в мире специализированной нейрохирургической больницей. Поэтому мне кажется очень символичным, что именно она первой в мире провела нейрохирургическую операцию с поддержкой искусственного интеллекта.

Я очень рад, что получил возможность лечиться в этой больнице. Для меня также большая честь, что меня спросили, готов ли я стать первым пациентом, участвующим в таком исследовании.

Если пациенты не будут готовы участвовать в исследованиях, как врачи смогут учиться и как медицина сможет развиваться? На мой взгляд, это исключительно важная часть работы ведущих специализированных больниц.

За несколько дней до операции Рису предложили принять участие в процедуре, во время которой ИИ помогал бы хирургам в реальном времени.

По словам Риса, сразу после пробуждения он заметил резкое улучшение зрения:

Когда я пришёл в себя, то смог ясно увидеть всё, что находилось в палате.

Уже через неделю он самостоятельно ходил без очков и тростей.

У меня такое ощущение, будто я снова получил панорамное зрение на 360 градусов, — рассказал он.

Подобного ощущения он не испытывал больше года.

Рис понимал риски операции, проводившейся рядом со зрительными нервами:

Существует риск, что после операции зрение пациента станет хуже. Но я думаю, что состояние моего зрения свидетельствует о точности работы хирургов.

Сейчас Рис восстанавливается дома, постепенно возвращает физическую форму и увеличивает продолжительность ежедневных прогулок. Он надеется, что его участие в исследовании поможет дальнейшему развитию этой технологии.