Η άλλη διάσταση του χειρουργείου

Μοιάζει σαν σκηνή βγαλμένη από το μέλλον, ωστόσο στη Βρετανία αποτελεί ήδη παρόν: χειρουργοί φορούν ένα ζευγάρι «μαγικά» γυαλιά που τους μεταφέρουν σε ένα περιβάλλον επαυξημένης πραγματικότητας (Augmented Reality, ΑR) επιτρέποντάς τους να «αλληλεπιδρούν» με ολογράμματα –αντικείμενα δηλαδή που έχουν «γεννηθεί» από υπολογιστή και ζουν μόνο μέσα στα… μάτια του χρήστη, χαρίζοντάς του ένα είδος «υπερόρασης». Με αυτόν τον hi-tech βοηθό, ομάδα του Νοσοκομείου St Mary’s του Imperial College στο Λονδίνο έχει ήδη χειρουργήσει πέντε ασθενείς με σοβαρούς τραυματισμούς των κάτω άκρων, όπως ανέφερε πριν από μερικές ημέρες στην επιθεώρηση «European Radiology Experimental» της Ευρωπαϊκής Εταιρείας Ακτινολογίας. Αυτές οι επεμβάσεις, σύμφωνα με την ιατρική ομάδα, σημαντικό ρόλο στην οποία έπαιξε ο δρ Δημήτρης Αμιράς, ελληνικής καταγωγής ακτινολόγος του Ιmperial College Healthcare που ανήκει στο Εθνικό Σύστημα Υγείας της Βρετανίας, είναι μόνο η αρχή μιας νέας εποχής που περνά τη χειρουργική… σε άλλη διάσταση.

Oπως εξιστορεί ο δρ Αμιράς στο «Βήμα», όλα ξεκίνησαν από… ένα βίντεο στο YouTube. «Συνεργάζομαι στενά με τους χειρουργούς του St Mary’s και αναζητούσαμε πιο αποτελεσματικούς και ακριβείς τρόπους για τη διεξαγωγή επανορθωτικών επεμβάσεων των κάτω άκρων σε ασθενείς που έχουν υποστεί σοβαρούς τραυματισμούς. Βλέποντας ένα βίντεο στο YouTube σχετικά με τη συσκευή HoloLens της Microsoft σκέφθηκα ότι ίσως αυτή είναι η λύση μας. Πήρα αμέσως τηλέφωνο τον δρα Φίλιπ Πρατ από το Τμήμα Χειρουργικής και Καρκίνου του νοσοκομείου και κύριο συγγραφέα της μελέτης μας, και συζητήσαμε το πώς θα μπορούσαμε να εντάξουμε την επαυξημένη πραγματικότητα στην… πραγματικότητα του χειρουργείου. Τα μέχρι στιγμής αποτελέσματα δείχνουν ότι αυτό το «πάντρεμα» είναι επιτυχές».

Ας εξηγήσουμε όμως πώς και γιατί η επαυξημένη πραγματικότητα φαίνεται να λύνει τα χέρια των ειδικών… ανοίγοντας τα μάτια τους και επιτρέποντάς τους να κοιτάζουν εντός του σώματος των ασθενών που βρίσκονται στο χειρουργικό τραπέζι χωρίς καν να τους… ακουμπήσουν. Για να δοθούν οι εξηγήσεις, πρέπει να ξεκινήσουμε από τις διευκρινίσεις, κοινώς να δούμε ποια είναι σήμερα η συμβατική τεχνική επανορθωτικής χειρουργικής των κάτω άκρων και ποια τα μειονεκτήματά της.

Υστερα από ένα αυτοκινητικό ατύχημα ή κάποια άλλη αιτία, όπως μια πτώση, ορισμένοι ασθενείς υφίστανται σοβαρούς τραυματισμούς με βλάβες στους εσωτερικούς ιστούς αλλά και ανοιχτές πληγές. Στις περιπτώσεις αυτές απαιτείται επανορθωτική επέμβαση με χρήση μοσχευμάτων που λαμβάνονται από άλλα σημεία του σώματος και αποτελούνται από δέρμα, υποδόριο ιστό, συνδετικό ιστό και αιμοφόρα αγγεία. Τα μοσχεύματα αυτά χρησιμοποιούνται για να καλύπτονται τα τραύματα και να επουλώνονται σωστά. Ενας ζωτικής (κυριολεκτικώς) σημασίας βήμα της όλης διαδικασίας είναι το να συνδεθούν τα αιμοφόρα αγγεία του «νέου» ιστού με εκείνα στην περιοχή του τραύματος, έτσι ώστε οξυγονωμένο αίμα να καταφέρει να φθάσει στο μόσχευμα και να το κρατήσει ζωντανό. Η «παραδοσιακή» προσέγγιση αποκατάστασης αυτού του τύπου τραυμάτων αφορά τη χρήση ενός φορητού σκάνερ το οποίο μέσω υπερήχων εντοπίζει τα αιμοφόρα αγγεία κάτω από το δέρμα ανιχνεύοντας ουσιαστικώς το αίμα που ρέει μέσα τους και τα κάνει να πάλλονται. Με αυτόν τον τρόπο οι χειρουργοί υπολογίζουν κατά προσέγγιση πού βρίσκονται τα αγγεία και πώς «διατρέχουν» τους ιστούς.

Αυτό το «κατά προσέγγιση» όμως που μόλις διαβάσατε είναι το αδύναμο σημείο της υπάρχουσας μεθόδου που ο δρ Αμιράς και οι υπόλοιποι συνεργάτες του θέλησαν να αλλάξουν. Και τα κατάφεραν με σύμμαχο την τεχνολογία. Ιδού λοιπόν πώς λειτουργεί η νέα τεχνική που ανέπτυξαν: οι γιατροί υποβάλλουν τον κάθε ασθενή σε αξονική τομογραφία προκειμένου να «χαρτογραφηθεί» η δομή του κάτω άκρου, συμπεριλαμβανομένων της θέσης των οστών καθώς και εκείνης των αιμοφόρων αγγείων. Οι εικόνες που λαμβάνονται από τον αξονικό τομογράφο κόβονται σε «φέτες», ώστε να μπορούν να φανούν ξεχωριστά τα οστά, οι μύες, ο λιπώδης ιστός και τα αιμοφόρα αγγεία, και «φορτώνονται» σε ένα λογισμικό το οποίο και δημιουργεί ένα τρισδιάστατο μοντέλο του κάτω άκρου του ασθενούς. Τα 3D μοντέλα εισάγονται στη συνέχεια σε ένα άλλο ειδικά σχεδιασμένο λογισμικό, το οποίο και συνθέτει τις εικόνες για τη συσκευή HoloLens. Ετσι τελικώς φθάνουμε στο ολόγραμμα που ο χειρουργός ο οποίος φορά τη συσκευή μπορεί να βλέπει κατά τη διάρκεια της επέμβασης. Με λίγα λόγια, ο γιατρός έχει μπροστά του το πόδι του ασθενούς και, με τη συσκευή στα μάτια του, είναι σε θέση να βλέπει… κάτω από το δέρμα μέσα στο πόδι, ώστε να κάνει με τη μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια τη δουλειά του, ενώνοντας το μόσχευμα με τους υπάρχοντες ιστούς.

Σημειωτέον ότι όλο το κομμάτι της «κομπιουτερίστικης» τεχνικής δουλειάς για να φθάσουμε στο εικονικό αλλά τελικώς τόσο απτό αποτέλεσμα αποτελεί έργο του δρος Αμιρά. Οπως ο ίδιος μάς λέει, «το μεγάλο πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι ότι ο χειρουργός δεν χρειάζεται να υποθέτει, ούτε χρειάζεται να κρατά κάτι στα χέρια του για να μπορεί να υπολογίζει τη θέση των ιστών και των αγγείων. Χάρη στη συσκευή βλέπει το ολόγραμμα σαν να ήταν ένα αντικείμενο και το ολόγραμμα αυτό «κουμπώνει» στις σωστές θέσεις του εσωτερικού του κάτω άκρου προσφέροντας τη σωστή «θέα». Μάλιστα στο ολόγραμμα παρουσιάζονται κάποια εικονικά τρισδιάστατα τόξα σε βασικές θέσεις του άκρου τα οποία λειτουργούν ως «οδηγοί» για πιο ακριβές αποτέλεσμα».

Ολη αυτή η τεχνική επεξεργασία είναι ακόμη σχετικώς χρονοβόρα, παραδέχεται ο ειδικός. «Σε αυτή τη φάση απαιτείται συνολικά περί τη μιάμιση ώρα για να δημιουργηθεί το τρισδιάστατο μοντέλο του άκρου του κάθε ασθενούς και να «φορτωθεί» στη συσκευή. Ωστόσο κερδίζεται χρόνος μέσα στο χειρουργείο, γεγονός που σημαίνει μικρότερη διάρκεια επέμβασης, λιγότερη αναισθησία, όφελος δηλαδή τόσο για τον ασθενή όσο και για το σύστημα υγείας. Παράλληλα υπάρχει και όφελος σε ό,τι αφορά το κόστος. Μια συσκευή υπερήχων όπως αυτή που χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα για τη διεξαγωγή των επεμβάσεων κοστίζει από 40.000 στερλίνες ως και 100.000 στερλίνες (σ.σ.: από περίπου 45.000 έως περίπου 113.000 ευρώ), ενώ το HoloLens, που στη Βρετανία είναι προς το παρόν διαθέσιμο μόνο στους προγραμματιστές, έχει κόστος περί τις 2.000 στερλίνες (σ.σ.: περί τις 2.250 ευρώ). Ετσι εκτιμούμε ότι τελικώς θα υπάρχει και συνολική μείωση κόστους με την εφαρμογή της νέας μεθόδου».

Για ένα νέο, πολλά υποσχόμενο εργαλείο έκανε λόγο με δηλώσεις του σε σχετικό δελτίο Τύπου του Imperial και ο επικεφαλής της χειρουργικής ομάδας που διεξήγαγε τις επεμβάσεις στους πέντε ασθενείς ηλικίας 41-85 ετών, πλαστικός χειρουργός δρ Τζον Σίμονς. «Αντιμετωπίσαμε διαφορετικά περιστατικά με χρήση του HoloLens: από έναν 41χρονο άνδρα που είχε υποστεί σοβαρά τραύματα στα πόδια εξαιτίας αυτοκινητικού ατυχήματος ως μια 85χρονη γυναίκα με ένα σύνθετο κάταγμα στον αστράγαλο (σ.σ. στα σύνθετα ή ανοιχτά κατάγματα το δέρμα μπορεί να διαπεραστεί από το οστό δημιουργώντας μια ανοιχτή πληγή). Η εφαρμογή της τεχνολογίας επαυξημένης πραγματικότητας στο χειρουργείο ανοίγει εκπληκτικούς δρόμους. Μπορεί να βοηθήσει στην απλοποίηση της διαδικασίας και να βελτιώσει την ακρίβεια της επανορθωτικής επέμβασης. Παρότι η τεχνολογία δεν μπορεί να αντικαταστήσει την εμπειρία και τις δεξιότητες της ιατρικής ομάδας, μπορεί να βοηθήσει ώστε να μειωθεί ο χρόνος που ο ασθενής βρίσκεται υπό την επίδραση αναισθησίας, καθώς και τα πιθανά λάθη στον εντοπισμό των αιμοφόρων αγγείων. Ελπίζουμε ότι η επαυξημένη πραγματικότητα θα μας επιτρέψει να παρέχουμε πιο εξατομικευμένες χειρουργικές λύσεις».

Βέβαια, παρά τα ενθαρρυντικά πρώτα αποτελέσματα, υπάρχουν πολλά να γίνουν ακόμη προτού μιλήσουμε για ευρεία εφαρμογή της τεχνολογίας επαυξημένης πραγματικότητας στο χειρουργείο, σχολιάζει ο δρ Αμιράς. «Βασικός στόχος μας είναι να αυτοματοποιήσουμε περαιτέρω τη διαδικασία. Για παράδειγμα, μπορούμε να χρησιμοποιούμε λογισμικό ώστε να βελτιώσουμε την ευθυγράμμιση του τρισδιάστατου μοντέλου με την περιοχή που χειρουργούμε, καθώς και να προσθέσουμε περισσότερους δείκτες, περισσότερα τόξα που θα λειτουργούν ως σημεία αναφοράς κατά την επέμβαση για να αποφεύγονται τα λάθη. Αυτές οι βελτιώσεις αναμένουμε να γίνουν μέσω της εμπειρίας που θα αποκτήσουμε από μεγαλύτερου εύρους μελέτες. Εχει ήδη υπάρξει μεγάλο ενδιαφέρον μετά τη δημοσίευσή μας και αυτή τη στιγμή αναζητούμε τόσο χρηματοδότηση από οργανισμούς όσο και συνεργασίες με εταιρείες. Μεγάλο ενδιαφέρον έχει εκδηλωθεί και από χειρουργούς πολλών νοσοκομείων. Ετσι πιστεύουμε ότι θα προχωρήσουμε σε μεγαλύτερη μελέτη με αρκετούς ασθενείς και σε διαφορετικά κέντρα».

Ενα σημαντικό ερώτημα είναι αν αυτή η τελευταίας τεχνολογίας μέθοδος θα μπορούσε να εφαρμοστεί και για άλλου είδους επεμβάσεις. Ο ακτινολόγος απαντά θετικά. «Εκτιμούμε ότι σε πρώτη φάση θα μπορούσε να δοκιμαστεί σε περιπτώσεις όπως η αποκατάσταση των μαστών ύστερα από μαστεκτομή. Γενικώς θα μπορούσε να εφαρμοστεί και σε άλλα σημεία του σώματος. Βέβαια κάποιες περιοχές, όπως για παράδειγμα η κοιλιακή χώρα, είναι πιο δύσκολες και πολύπλοκες στο να «χαρτογραφηθούν» και να γίνουν ολόγραμμα σε σύγκριση με τα κάτω άκρα. Ωστόσο με την τελειοποίηση της τεχνικής πιθανώς να ξεπεραστούν τέτοια εμπόδια. Σε αυτή τη φάση, με τη μικρή δοκιμή μας, θέλαμε να δείξουμε ότι η μέθοδος λειτουργεί, και το επιτύχαμε. Τώρα έχουμε έναν μακρό αλλά άκρως ενδιαφέροντα δρόμο μπροστά μας».

Κλείνοντας τη συζήτησή μας με τον δρα Αμιρά, δεν μπορούμε να μη ρωτήσουμε για τη σχέση του με την Ελλάδα. Μπορεί να μη μιλάει ελληνικά, ωστόσο επισκέπτεται συχνά τη χώρα μας, όπως μας πληροφορεί. Η μητέρα του είναι από την Ιθάκη και ο πατέρας του αιγυπτιώτης Ελληνας από την Αλεξάνδρεια. Ο ίδιος γεννήθηκε στη Νότια Αφρική, μεγάλωσε και σπούδασε στη Βρετανία, ωστόσο σημαντικές στιγμές της ζωής του επέλεξε να τις ζήσει στην Ελλάδα –για παράδειγμα, παντρεύτηκε στη Μονεμβασιά. Μάλιστα, αγαπά τον αθλητισμό –και σε αυτό το πεδίο κράτησε δεσμούς με τη χώρα καταγωγής του, αφού, όπως λέει, έχει συμμετάσχει για κάποια χρόνια στην εθνική μας ομάδα ράγκμπι. Ως φαίνεται, αγαπά να… κάνει πρωταθλητισμό σε πολλά πεδία.

Τι είναι η επαυξημένη πραγματικότητα

Το AR, προερχόμενο από τα αρχικά των λέξεων Augmented Reality, μεταφράζεται στα ελληνικά ως «επαυξημένη πραγματικότητα». Σε αντίθεση με την τεχνολογία εικονικής πραγματικότητας (Virtual Reality, VR) που επιχειρεί να μεταφέρει τον χρήστη σε έναν κόσμο διαφορετικό από τον πραγματικό, η τεχνολογία AR έχει ως στόχο να «εμπλουτίσει» τον κόσμο μας, παρεμβάλλοντας μεταξύ των ματιών μας και του περιβάλλοντος ένα επίπεδο ψηφιακών πληροφοριών.