Пациент симулирует: что ждет рынок хирургического моделирования

Хирургическое моделирование — это специализация медицинского моделирования, в которой студентов и врачей обучают современным хирургическим вмешательствам, используя последние достижения VR/AR, 3D, робототехники и пр. Хирургические симуляции могут варьироваться от простой практики наложения швов для одного учащегося до сложных симуляций роботизированной хирургии для всей междисциплинарной хирургической бригады.

Набить руку

Хирургическое моделирование долгое время было одной из ведущих областей медицинского моделирования наряду с анестезиологией. Это связано с высокими затратами, стрессами и рисками, которые сопровождают проведение операции, а также с особой необходимостью тренировать скоординированные движения рук и глаз с использованием специализированных инструментов. 

Исследования показывают, что моделирование снижает затраты, количество медицинских ошибок и летальных исходов при одновременном повышении эффективности поставщиков медицинских услуг.

Симуляторы хирургии высокой точности существуют для специальных областей лапароскопической хирургии, нейрохирургии, эндоскопической хирургии, травматологии, кардиохирургии и интервенционной хирургии. Эти продукты могут как обучать новых студентов, так и способствовать совершенствованию мастерства работающих врачей, используя интегрированные учебные программы, статистические отчеты на основе результатов, такие как количество или движения, и запись экрана для дебрифинга и оценки преподавателей. Они могут использовать трехмерную анимацию в реальном времени и устройства тактильной обратной связи, делая обучение максимально реалистичным. 

Рынок прибавит в весе

По прогнозу GrandViewResearch, к 2028 году объем мирового рынка хирургического моделирования достигнет 835,2 млн долларов. Среднегодовой темп роста ожидается на уровне 16,1% в прогнозируемом периоде. 

Распространение минимально инвазивных хирургических процедур, повышенное внимание к безопасности пациентов и растущее гериатрическое население будут способствовать развитию рынка. 

Хирургические симуляторы, напечатанные на 3D-принтере, имеют много преимуществ по сравнению с другими формами моделирования. 3D-печать позволяет быстро проектировать и производить симуляторы с минимальными затратами. Кроме того, он может создавать высокоточные и точные модели для моделирования процедур. Таким образом, растущее признание технологии аддитивного производства / 3D-печати в хирургическом моделировании поддерживает рост рынка.

Сегмент ортопедической хирургии доминировал на рынке в 2020 году из-за роста распространенности ортопедических заболеваний. Однако ожидается, что сегмент нейрохирургии продемонстрирует прибыльный среднегодовой темп роста в течение прогнозируемого периода из-за высокой распространенности неврологических расстройств и потребности в высоком уровне точности в нейрохирургии.

Северная Америка была доминирующим региональным рынком в 2020 году из-за присутствия большого количества ключевых игроков. 

При этом в Азиатско-Тихоокеанском регионе рынок хирургического моделирования продемонстрирует самый быстрый CAGR за прогнозируемый период. Это связано с растущим гериатрическим населением, увеличением расходов на здравоохранение, высокой осведомленностью о хирургическом моделировании и поддержкой инициатив правительства. Например, Правительство Индии ввело обязательное обучение на основе моделирования во всех программах бакалавриата.

Лидерами рынка, по оценке GrandViewResearch, являются Materialise, Startasys Ltd., Canadian Aviation Electronics, Ltd., Surgical Science, Mentice, Gaumard Scientific, Simulab Corp., VirtaMed AG, 3-Dmed, Laerdal Medical, 3D Systems, Inc., Osteo3d, Axial3D, Formlabs.

Генеральная репетиция

Во многих исследованиях говорится о необходимости постоянно тренировать ключевые навыки, необходимые в операционной. С учетом пандемии COVID-19 и отмены плановых операций по всему миру, это как никогда оправдано. Швейцарская компания VirtaMed даже организовала для своих медицинских симуляторов туры, чтобы поддерживать непрерывное медицинское образование и проводить семинары для специалистов Франции, Швейцарии и Германия. 

Израильский производитель медицинских симуляторов Simbionix, чьи продукты можно увидеть в популярном американском сериале “Анатомия страсти”, недавно начала предоставлять подобные пакеты предоперационной разминки. 

Новые упражнения для разогрева занимают 10–20 минут и обеспечивают целенаправленную практическую предоперационную практику. Эту “разминку” рекомендуется проводить на симуляторах, расположенных в непосредственной близости к операционной, в пределах одного часа до операции.

В настоящее время доступны пакеты предоперационной разминки на RobotiX Mentor, LAP Mentor (лапароскопия), GI Mentor (эндоскопия), BRONCH Mentor (бронхоскопия) и ANGIO Mentor (эндоваскулярный). Пакеты для разминки также доступны на стационарных симуляционных платформах.

Английская компания SMOTS UK позволяет демонстрировать хирургические симуляционные процедуры большому количеству консультантов в режиме реального времени в операционной/лекционном зале без найма дорогостоящих и часто громоздких средств видеоконференцсвязи. Разработанное ею программное обеспечение может использоваться на разовой основе по мере необходимости, в том числе для проведения сеансов “живой хирургии”.

Американская OSSO VR — это платформа для обучения и оценки хирургического моделирования в виртуальной реальности. Стартап специализируется на гиперреалистичной, тактильно улучшенной симуляции, практической интерактивности и улучшенном дизайне.

Канадская LifeLike BioTissue занимается моделированием тканей для хирургического обучения и проверки медицинского оборудования. Материалы и модели медицинских симуляторов компании ведут себя как настоящие ткани и имитируют механические свойства, ощущения и анатомию человеческого тела. Например, симулятор головки сонной артерии LifeLike — реалистичное и доступное решение, предназначенное для приобретения, сохранения и совершенствования базовых и продвинутых навыков сосудистой хирургии. 

Мужская голова имеет разрез вдоль шеи, открывающий доступ к внутренней полости, где закреплена модель сонной артерии с бляшкой. Доступная с пульсирующей помпой или без нее, модель идеально подходит для обучения и отработки процедур каротидной эндартерэктомии, а также других основных навыков сосудистой хирургии, сказано на сайте фирмы.

Для производства моделей LifeLike BioTissue использует запатентованную технологию гидрогелевой обработки полимеров. Эти гидрогели имеют экспоненциальную кривую напряжения-деформации, аналогичную мягким тканям, и могут быть изменены путем корректировки условий обработки материала по мере необходимости. Это дает возможность создавать широкий спектр тканей и материалов, от мягкого жира до твердого хряща.

Продукты конкурентов часто включают силикон, полиуретан, латекс и каучук, которые не обладают правильным ощущением ткани и механическими свойствами настоящих тканей, отмечают в LifeLike BioTissue. Это ограничивает точность, необходимую для надлежащего хирургического обучения, и не обеспечивает реалистичного опыта по сравнению с запатентованными моделями LifeLike.

Пророки в своем Отечестве

Развивается хирургические моделирование и в нашей стране. Например, казанская компания EIDOSmedicine совместно с ФГБУ “Национальный медицинский исследовательский центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева» Министерства здравоохранения РФ разработали симулятор сердечно-сосудистой хирургии Bakulev CPBSS. 

Он включает в себя:

• Торс взрослого пациента с головой, с доступом к сосудам венозного и артериального сегмента в области грудной клетки.
• Съемный блок с имитацией кровеносных сосудов.
• Управление симуляцией и показателями пациента при помощи специализированного ПО «Тeacher cardio» с предустановленными сценариями:
• Штатный режим операции
• Высокое артериальное давление перед канюляцией аорты
• Нарушение оттока из верхней полой вены
• Восстановление сердечной деятельности через фибрилляцию желудочков
• Нестабильная гемодинамика пациента после завершения искусственного кровообращения
• Массивная воздушная эмболия
• Поставка в комплекте с основным моноблоком для имитации прикроватного монитора и монитором для демонстрации изображения с аппарата ЧП ЭхоКГ.
• Симулятор отработки базовых навыков проведения операции на сердце в условиях искусственного кровообращения с программным обеспечением «Тeacher cardio» и набором сценариев.

В Самарском государственном медуниверситете разработали Surgera VR. Надевая очки виртуальной реальности, студент попадает в операционную: видит пациента и его жизненные показатели, слышит его дыхание и звук кардиомониторов, может выбрать хирургические инструменты. При помощи симулятора студенты отрабатывают мануальные хирургические навыки, а также запоминают алгоритм проведения операции с высокой степенью детализации. 

Саратовская “Лаборатория виртуальных систем” создала виртуальный симулятор для обучения практическим навыкам в таких областях медицины, как стоматология и оториноларингология, хирургов ASCLEPIA™. В базовый пакет “Хирургия уха” входит 12 задач, подобранных таким образом, чтобы иллюстрировать различные варианты анатомии уха, включая склеротический тип строения височной кости, холестеатому при хроническом гнойном среднем отите, предлежание твердой мозговой оболочки и сигмовидного синуса. Каждая задача имеет выделенные структуры, такие как лицевой нерв, слуховые косточки, внутренняя сонная артерия, сигмовидный синус, твердая мозговая оболочка, лабиринт. 

В стоматологии ASCLEPIA™ используется для обучения терапии, эндодонтии, ортопедии и элементам челюстно-лицевой хирургии. В базовый пакет “Терапевтическая стоматология” входит 10 задач, подобранных таким образом, чтобы иллюстрировать различные варианты кариесного поражения зубов верхней и нижней челюсти. Каждая задача имеет выделенные структуры, такие как эмаль, дентин, пульпа зуба. В задачах используется полный набор боров по ISO и ГОСТ. К тому же имитируются все типы наконечников бормашин: турбинные, электромоторы.

Московская Scalpel Med, созданная оперирующим хирургом, делает тренажеры для шитья, симуляторы органов, микрохирургический тренажер. 

Корреспондент МВ и ФВ Екатерина Погонцева специально для evercare.ru