Мозговая активность: топ-5 технологий для нейрохирургии

Нейрохирургию часто сравнивают с ракетостроением, чтобы подчеркнуть ее сложность. Небольшие ошибки в принятии решений, планировании или исполнении могут иметь разрушительные последствия для пациента. Инновации в нейрохирургии, такие как операционный микроскоп, эндоскоп, нейронавигация позволили значительно снизить частоту осложнений и ускорить процесс восстановления. Но технологии развиваются — и появляются новые решения, позволяющие повысить качество и безопасность медицинской помощи.

Под контролем МРТ

Согласно Международному отчету Всемирного фонда исследования рака, в 2018 году во всем мире было диагностировано почти 300 тыс. новых случаев рака головного мозга и центральной нервной системы. Ежегодно выполняется более 13 миллионов нейрохирургических операций. И все чаще врачи используют лазерную абляцию под контролем МРТ.

Операция состоит из нескольких этапов. Первый – это стереотаксическая процедура, которая включает получение 3D снимков и определение локализации патологического участка головного мозга. В отличие от обычных 2D снимков, стереотаксическое исследование предоставляет доктору объемный снимок и, следовательно, более полную информацию. Это и есть нейронавигация. 

После определения стереотаксических координат необходимой области мозга врач переходит непосредственно к вмешательству. Для обеспечения доступа к головному мозгу хирург делает отверстие в черепе (диаметром всего 3,2 мм), и в него вводят лазерный катетер. Когда катетер достигает нужной области, лазер внутри него начинает излучать энергию. Вследствие этого патологическая ткань постепенно нагревается и разрушается. Нейрохирург контролирует процесс с помощью МРТ в режиме реального времени. Когда активная часть работы (термическая абляция) завершена, хирург удаляет катетер, устраняет дефект черепа и зашивает кожу. Затем пациент возвращается в свою палату и остается под наблюдением врача, по крайней мере, на один день. Обычно процедура хорошо переносится, поэтому на следующий день пациент может вернуться домой.

По данным GrandViewResearch, объем мирового рынка нейрохирургической абляции под контролем МРТ оценивался в 493,4 млн долларов в 2019 году. Увеличение распространенности опухолей головного мозга и других заболеваний, связанных с нервной системой, растущее внедрение менее инвазивной нейрохирургии являются основными факторами, которые стимулируют развитие рынка. 

Дополненная реальность

Британский стартап NeuroNav занимается разработкой навигационной платформы с дополненной реальностью — технологичного продукта, призванного уменьшить отвлечение внимания нейрохирургов во время сложных операций с высоким риском. Продукт будет сочетать носимое устройство с программным обеспечением стереоскопического зрения для создания точных и бесперебойных рабочих процессов навигации для хирургов. Это сводит к минимуму процедурный риск и потребность в ревизионных операциях для тысяч пациентов ежегодно по всему миру.

Весной 2021 года NeuroNav получил инвестиции от ливерпульского фонда SEIS Nova Growth Capital для ускорения исследований и разработки продукта. Инвестиции позволят продолжить дизайн продукта и разработку прототипа, а также поддержат более широкие исследования компании в области алгоритмов компьютерного зрения в нейрохирургии.

Проект был запущен в 2020 году Али Резаи Хаддадом, лондонским нейрохирургом и клиническим предпринимателем NHS. 

“С помощью NeuroNav мы стремимся вызвать сдвиг парадигмы в сторону точных, портативных и более доступных решений, которые помогут сделать нейрохирургию более безопасной во всем мире, — комментирует Хаддад. — Опубликованные исследования показали, что более 15 стран Африки не имеют доступа к инструментам навигации. Эти инструменты не следует считать предметами роскоши, их следует рассматривать как основное оборудование, необходимое для проведения безопасной и точной нейрохирургии”. 

В настоящее время компания проводит испытания своего продукта.

Расширяющийся порт

Американская компания Minnetronix Medical в прошлом году получила одобрение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) на свой первый платформенный продукт, получивший название MindsEye Expandable Port. Этот продукт также был удостоен награды от Миннесотской технологической ассоциации в номинации “лучшие медицинские технологии и устройства”.

MindsEye предназначен для лечения инсульта, рака и других состояний и представляет собой минимально инвазивный расширяющийся порт. Благодаря функции динамического отвода, которая создает канал индивидуального размера, устройство позволяет хирургам достигать целевых областей глубоко в мозгу.

“Это технология глубокого доступа к мозгу следующего поколения, — утверждает профессор нейрохирургии Медицинского центра Университета Цинциннати Марио Цуккарелло. — Предельная минимизация инвазивности”.

Порт представляет собой целую платформу, так как он имеет дополнительные приложения и дополнительные возможности продукта на нейрорынке и за его пределами.

Основанная в 1996 году, Minnetronix Medical занимается предоставлением услуг по проектированию, разработке и производству для компаний, производящих медицинское оборудование, по всему миру. Получив одобрение FDA на MindsEye Port, контрактный производитель значительно расширил свои возможности. Кроме того, в настоящее время компания разрабатывает портфель решений в области лечения, предотвращения вторичных травм и ускорения заживления пациентов в нейрореанимации.

ИИ-картирование

Австралийский стартап Omniscient Neurotechnology трудится над программным обеспечением с искусственным интеллектом для анализа сетей электрических соединений, уникальных для мозга каждого человека. С недавним закрытием раунда финансирования серии B, который принес Omniscient около 29,3 млн долларов США, компания надеется коммерциализировать свое решение.

На данный момент Omniscient создала две платформы для составления карты и анализа электрических сетей мозга. Оба используют машинное обучение для извлечения этой информации из МРТ.

Infinitome — это платформа для исследований, направленных на то, чтобы лучше понять, как такие заболевания, как болезнь Альцгеймера, эпилепсия, шизофрения, рассеянный склероз и другие, влияют на электрические связи мозга и потенциально  помочь определить полезные биомаркеры. Другая платформа под названием Quicktome предназначена для клинического использования. Она дает нейрохирургам более четкое представление о внутренней работе мозга их пациентов перед серьезными операциями, отображая области, ответственные за речь, движение и мышление. С помощью ИИ, картирующего мозг, Omniscient стремится предоставить хирургам способ выполнять более точные и безопасные процедуры, сохраняя основные функции.

“Если вы посмотрите на сканирование мозга сегодня, многие расстройства, такие как депрессия, невидимы — физически там нечего видеть, — сказал Майкл Сугрю, соучредитель и главный медицинский директор Omniscient. — Но наблюдение за связями в мозгу говорит совсем о другом. Наше программное обеспечение обрабатывает МРТ-сканы, чтобы предоставить подробную карту сетей мозга конкретного пациента”.

Quicktome был одобрен FDA для предоперационного использования в США и аналогичные разрешения регулирующих органов в Канаде и Австралии.

Робот-нейрохирург

Роботизированная нейрохирургия является быстро развивающейся технологией благодаря ряду преимуществ по сравнению с традиционной: лучшие результаты, повышенная точность, более быстрое выздоровление, более короткое пребывание в больнице и другие. Ежегодно врачи диагностируют у миллионов людей опухоли, тромбы и другие образования в головном мозге. В каждом случае специалисты должны взвесить преимущества хирургического вмешательства в сравнении с возможным долговременным неврологическим повреждением.

“Представьте, что вам нужно выбирать между удалением чьей-то опухоли, чтобы дать им больше времени для жизни, но в процессе этого они теряют способность говорить”, — объяснил изданию The Times of Israel профессор Моше Шохам, профессор Израильского технологического института Технион. Чтобы уменьшить подобные дилеммы, последний стартап Шохама, Tamar Robotics, разрабатывает робота-хирурга, который призван произвести революцию в хирургии головного мозга, предоставив врачам более безопасный, минимально инвазивный инструмент для удаления опухолей и тромбов и других заболеваний головного мозга, которые теперь требуют серьезной хирургии. 

“Мы надеемся, что сможем позволить людям, страдающим от этих заболеваний, вернуться к своей жизни, — говорит Шохам. — Мы считаем, что наша роботизированная система может сделать это лучше, чем рука самого опытного хирурга”.

По данным исследовательской компании Mordor Intelligence, рынок хирургических роботов растет, в среднем, на 11,4% в год и, как ожидается, к 2026 году достигнет 9,5 трлн долларов. По оценкам аналитиков Mordor, с сокращением затрат на их производство роботизированные системы станут гораздо более распространенными во многих типах операций.

Корреспондент МВ и ФВ Екатерина Погонцева специально для evercare.ru