Обычно к техническим специалистам обращаются медики. Они формулируют задачу, а инженеры пытаются ее решить. Сотрудники Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) пошли нетрадиционным путем: они перебрали инженерные решения, которые могут быть актуальны для врачей, и пригласили представителей медицинских учреждений, профильных министерств правительства Новосибирской области, департаментов мэрии, научно-производственных компаний, других вузов и научно-исследовательских организаций на рабочую встречу «Медбиотех Сибири» с целью обсудить имеющиеся разработки. Как сказал, открывая мероприятие, ректор НГТУ профессор Анатолий Батаев, программа «Приоритет 2030» заставила вуз «шагнуть в неизведанное», заявив проект «Новые инженерные решения и искусственный интеллект для биомедицины». Ранее кафедры технического университета лишь время от времени выполняли отдельные НИОКР по заказам медицинских учреждений.
Ситуация изменилась буквально за год — об этом свидетельствовали представленные проекты. Началось с линейки столов. Евгений Баянов представил универсальный операционный стол «Цельс». Он предназначен для операций в области общей хирургии, гинекологии, ортопедии, прозрачен для рентгена, секции могут двигаться одновременно. Существуют три модели, названия которых говорят сами за себя: «Цельс-универсал», «Цельс-армия» и «Цельс-инновация» (со встроенными датчиками и специализированным медицинским оборудованием). Модульная конструкция предполагает модификацию согласно требованиям заказчика. Разработчики призвали к сотрудничеству практикующих хирургов и тут же получили заинтересованный отклик от присутствующих. Представленный Алексеем Цыгулиным тракционный стол «Махаон» оказался еще «умнее»: он предназначен для аккуратного растяжения позвоночника в знакомых всем случаях «спину схватило», снятия боли, частичного лечения. Суть проекта — во встроенном аппаратно-программном комплексе, позволяющем регулировать силу растяжения и запоминать необходимые тракции (набор методов для вытягивания позвоночника). Прототип стола уже изготовлен, и команда разработчиков приступила к созданию мобильного реабилитационного комплекса «Гефест» для восстановления навыков ходьбы после инсульта. Научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии предложил НГТУ подписать соглашение о сотрудничестве для подготовки всех этих разработок к клиническим испытаниям.
Екатерина Литвинова и Александр Самохин рассказали о многофункциональных транспортных биоразлагаемых полимерных материалах, проще говоря, гелях. Представлены три вида гелей: для растениеводства, ветеринарии и медицины. Собственно говоря, сам гель служит транспортным средством, в который для адресной доставки можно добавлять любые авторские антибактериальные препараты. Для пациента индивидуально подбираются полезные микроорганизмы, купирующие воспалительные процессы, что необходимо и в хирургии, и в стоматологии, и в гастроэнтерологии. Уже есть научные и индустриальные партнеры, площадка для синтеза гелей, на данный момент необходимо сотрудничество с медицинскими учреждениями для проведения доклинических и клинических испытаний.
Проект, о котором рассказали Михаил Гриф и Кирилл Зубарев, носит, скорее, социальный характер. Он связан с разработкой технологий компьютерного перевода жестовых языков. Несколько лет назад инженер кафедры АСУ Алексей Приходько представил Президенту России проект электронной платформы по распознаванию и поддержке русского жестового языка. Разработка, получившая президентский грант, вылилась в целый комплекс ассистивных технологий. Можно сделать видео, которое будет доступно нашим соотечественникам с ограничениями слуха по QR-коду. Во время приемной кампании в Институте социальных технологий НГТУ, где много таких абитуриентов, используют специально разработанный чат-бот. Сейчас готовится перевод на жестовый язык одной из экспозиций ВДНХ, а к 2024 году должен быть запущен синхронный перевод онлайн на специализированном сайте.
Завершилась рабочая встреча настоящим триумфом искусственного интеллекта. Декан факультета прикладной математики и информатики НГТУ доктор технических наук Владимир Семенов представил программно-аппаратный комплекс «Импеданс-навигация». Он предназначен для помощи кардиохирургам при установке стентов и проведении других подобных операций внутри сосудов сердца. По оценкам специалистов, число таких операций в РФ достигает 40 тысяч ежегодно. Сегодня технология хирургического вмешательства включает постоянный рентгеновский контроль, с помощью которого хирург оценивает местоположение очень тонкого проводника, введенного в сосуд. Но рентгеновское излучение не дает полной информации из-за возникающих «засвеченных пятен», к тому же рентгеновские лучи оказывают негативное воздействие на пациента и хирурга. Математики НГТУ предложили использовать импеданс (комплексное сопротивление между двумя узлами электрической цепи). К корпусу аппарата подключается электрод, которой располагается на теле пациента для организации электрической цепи, и специально обученная нейронная сеть может на основе измерения импеданса достаточно уверенно сделать вывод, какой именно материал находится на пути проводника, нет ли риска проткнуть стенку сосуда. Уже найден инвестор для производства такого комплекса, ведутся переговоры с кемеровским Научно-исследовательским институтом комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний о проведении клинических испытаний. В случае успеха искусственному интеллекту будет открыта дорога в каждую операционную.
Приятно удивившая своей молодостью команда студентов и аспирантов ФПМИ НГТУ представила на суд медиков ImplantCad — платформу для проектирования индивидуальных имплантатов. Речь идет о помощи пациентам с костными травмами — создании краниопластин для нейрохирургии, эндопротезов, межпозвонковых дисков. Врач вводит техническое задание и данные томографии пациента в компьютер, соответствующее программное обеспечение конвертирует эти данные в 3D-модель. Довести модель до ума врачу помогает инженер, а искусственный интеллект подбирает оптимальную геометрию и исследует прочностные свойства имплантатов. Затем имплантаты из биосовместимого материала (титана) попросту распечатывают на 3D-принтере. К концу года разработка технологии цифрового проектирования персонализированных имплантатов должна быть завершена. За «пользователями» дело не станет — сегодня в России свыше 400 нейрохирургических учреждений, где ежегодно проводятся несколько тысяч операций по восстановлению черепа с использованием краниопластин.
Инженерные разработки оказались настолько интересны медикам, что площадку «Медбиотех Сибири» решено сделать постоянно действующей.
Ольга Колесова
Нет комментариев