Ученые Санкт-Петербургского государственного университета вместе с врачами Северо-Западного окружного научно-клинического центра им. Л.Г.Соколова и специалистами Института автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН первыми в мире нашли способ оценки жизнеспособности органов при лапароскопических, т. е. малоинвазивных, операциях.
Была доказана эффективность применения визуализирующей фотоплетизмографии (IPPG) для бесконтактной оценки параметров гемодинамики — движения крови по сосудам.
Фотоплетизмография — старейшая методика определения объема крови путем просвечивания участка ткани, через который она проходит. IPPG — ее современная версия, с получением изображения. При этом камера делает снимки внутренних органов в зеленом свете параллельно с записью электрокардиограммы, а компьютерная программа оценивает кровоснабжение тканей.
Метод не требует введения индикаторного вещества и другой специальной подготовки пациента.
Участие в исследовании приняли: заведующий кафедрой факультетской хирургии СПбГУ, главный хирург Центра им. Л.Г.Соколова доктор медицинских наук, профессор Виктор Кащенко, доцент университета Александр Лодыгин, главный научный сотрудник Института автоматики и процессов управления ДВО РАН, доктор физико-математических наук Алексей Камшилин, инженер того же института Валерий Зайцев. Такой вот синтетический состав группы обеспечил междисциплинарность работы и клиническое внедрение ее результатов.
Несколько лет назад та же группа изучила возможность применения инновационного метода IPPG при полостных операциях. Было установлено, что фотоплетизмография способна заменить традиционную технологию флуоресцентной визуализации (ICG). С помощью ICG хирург может определить, насколько жизнеспособны органы при пересечении сосудов, и правильно провести операцию.
Однако эта методика имеет ряд ограничений: ее сложно использовать при печеночной недостаточности, пациенту нужно вводить внутривенно в качестве индикатора специальный краситель (ICG — индоцианин зеленый), применять дорогостоящее импортное оборудование.
В ходе фотоплетизмографии оценка капиллярного кровотока проводится дистанционно с помощью камеры в зеленом свете. Статья на эту тему была опубликована в авторитетном журнале Scientific Reports, входящем в группу изданий Nature.
— Сегодня врачи стараются проводить как можно больше лапароскопических операций, не требующих протяженных разрезов, — пояснил В.Кащенко. — Они отличаются низкой инвазивностью и значительно ускоряют выздоровления пациента.
Метод IPPG при таких операциях до сих пор не применялся, поскольку хирургам было сложно контролировать кровоснабжение органов в режиме реального времени.
Сотрудники кафедры СПбГУ (они же, что принципиально, врачи клиники, поскольку Центр им. Л.Г.Соколова — база университетских медиков) и физики-экспериментаторы, предложившие оригинальную теорию процесса IPPG и разработавшие «под нее» приборное оборудование, непосредственно в операционной доказали, что метод эффективен и безопасен и при лапароскопических вмешательствах. Новый подход был успешно опробован на девяти пациентах с раком желудка или колоректальным раком.
— Суть не изменилась, только монохромную камеру подключали к лапароскопу. Результаты записывались синхронно с ЭКГ, чтобы свести на нет погрешности, неминуемо возникающие при сердцебиении и дыхании пациента.
Мы убедились, что этот способ позволяет легко и — что важно — непрерывно получать изображения перфузии (кровоснабжения) органов и тканей, — рассказал Виктор Кащенко.
Исходя из сменяющих друг друга «картинок» распределения перфузии крови, наложенных на изображение оперируемого органа, врачи могли оценивать состояние опухоли и здоровых тканей в режиме, близком к онлайн.
Введение метода в повсеместную клиническую практику поможет увеличить количество малоинвазивных операций, а значит, — уменьшить риск возможных осложнений и летальность, полагает хирург.
— Что для этого необходимо сделать?
— Предложенный нами метод не универсален, он должен применяться, когда надо оценить перфузию, но это не вся лапароскопия, — уточнил собеседник «Поиска». — Например, при удалении желчного пузыря оценивать ее не нужно, то же касается аппендэктомии.
А вот в ходе сложных операций, где есть реконструктивно-пластический компонент, нужно применять этот метод, разрабатывать и внедрять соответствующую аппаратуру.
И наши отечественные производители уже начали движение в этом направлении. Нужно поддержать тех, кто занимается не просто импортозамещением, а импортоопережением. Мы же, медики, готовы им подсказать, какой должна быть эта аппаратура, что в данном случае и происходит.
В свою очередь, физики делятся информацией с медиками — по принципу сообщающихся сосудов. Шире развернуть исследования механизмов регуляции кровообращения кожных покровов, головного мозга и внутренних органов методом бесконтактной визуализирующей фотоплетизмографии позволил грант Российского научного фонда №21-15-00265, рассчитанный на 2021-2023 годы.
Руководитель проекта Алексей Камшилин подчеркивает фундаментальный характер задачи: глубже понять взаимодействие света с сосудистым руслом. В то же время отмечает ее практическую значимость, поскольку нарушения микроциркуляции крови могут сигнализировать о предпосылках серьезных заболеваний, а применение методики в режиме реального времени существенно повышает безопасность оперативных вмешательств.
Но, как известно, нет ничего практичнее хорошей теории. Камшилин увлекся темой визуализации кровоснабжения в различных частях живого организма еще в 2011 году, а через несколько лет совершил переворот в теории, предложив новую модель фотоплетизмографии взамен классической.
— Согласно нашей экспериментально подтвержденной модели, источником изменения параметров световых волн являются не сами пульсирующие артерии — свету до них просто не добраться — а вызываемые их пульсацией изменения плотности капиллярного русла, — рассказал «Поиску» А.Камшилин. — На этой теоретической платформе плотно сотрудничаем с медиками Москвы, Саратова, Перми, Санкт-Петербурга. Так, в 2020 году опубликовали статью с коллегами из Центра им. В.А.Алмазова о визуализации кровотока в ходе нейрохирургических операций. А теперь по инициативе профессора В.Кащенко сделали акцент на абдоминальной хирургии.
Подспорьем к «сосудистому» гранту РНФ стал грант Санкт-Петербургского университета, он-то и позволил распространить методику IPPG на лапароскопию. Исследования продолжаются. Физики экспериментируют, пытаясь заменить зеленые светодиоды на более экономичный источник белого света, извлекая из него нужный цвет с помощью набора фильтров. Пока не очень удачно, но почему-то не возникает сомнений, что все у них получится.
В публикации использованы материалы сайта spbu.ru.
Аркадий Соснов
Нет комментариев