Заметки из жизни учёного города N
Для связи: achkasova.ksenia@gmail.com
Post #305
310

Лазер для удаления камней, который умеет «видеть» ткани 👀
Представьте операцию по удалению камня из мочевыводящих путей: тонкое оптическое волокно подводят к конкременту и разрушают его лазером. Но камень может сдвинуться и лазер вместо него попадет, например, в слизистую мочеточника, что может спровоцировать кровотечение или рубцовое сужение мочеточника в дальнейшем. Сейчас безопасность во многом зависит от того, насколько быстро хирург заметит смещение камня на экране.
Наши коллеги из Москвы разработали систему, которая в реальном времени различает камень и живую ткань и может автоматически остановить лазер.
Статья опубликована в журнале Lasers in Surgery and Medicine.
Как работает «сенсор ткани»?
Исследователи использовали метод под названием спектроскопия диффузного отражения.
Проще говоря, система направляет на объект обычный свет от эндоскопа и анализирует, какой спектр отражается обратно. У камня и слизистой разные оптические свойства (даже разные типы камней дают отличающиеся спектральные профили).
Затем алгоритм машинного обучения классифицирует объект перед волокном:
Если система видит слизистую, лазер может автоматически отключить подачу импульса.
Насколько точным оказался алгоритм?
Наиболее устойчивым оказался метод линейного дискриминантного анализа - LDA.
При учёте сложных условий он показал:
93 ± 9% чувствительности при распознавании мягких тканей;
93 ± 9% специфичности при распознавании камней.
Чувствительность означает, насколько хорошо система замечает слизистую, когда лазер направлен не на камень. Специфичность показывает, насколько хорошо она распознает именно камень.
Алгоритм реагировал практически сразу, когда волокно переходило с камня на слизистую и обратно. Это показывает, что технология потенциально пригодна для управления лазером в реальном времени.
Что это значит для пациентов?
Главная идея исследования - превратить лазерное волокно из пассивного инструмента в систему с элементами «зрения» и обратной связи.
В идеале хирург продолжает контролировать операцию, но получает дополнительный автоматический уровень защиты.
Особенно полезной такая система может быть в узком мочеточнике, при операциях гибким эндоскопом, при движении почки во время дыхания и когда камень внезапно смещается.
Представьте операцию по удалению камня из мочевыводящих путей: тонкое оптическое волокно подводят к конкременту и разрушают его лазером. Но камень может сдвинуться и лазер вместо него попадет, например, в слизистую мочеточника, что может спровоцировать кровотечение или рубцовое сужение мочеточника в дальнейшем. Сейчас безопасность во многом зависит от того, насколько быстро хирург заметит смещение камня на экране.
Наши коллеги из Москвы разработали систему, которая в реальном времени различает камень и живую ткань и может автоматически остановить лазер.
Статья опубликована в журнале Lasers in Surgery and Medicine.
Как работает «сенсор ткани»?
Исследователи использовали метод под названием спектроскопия диффузного отражения.
Проще говоря, система направляет на объект обычный свет от эндоскопа и анализирует, какой спектр отражается обратно. У камня и слизистой разные оптические свойства (даже разные типы камней дают отличающиеся спектральные профили).
Затем алгоритм машинного обучения классифицирует объект перед волокном:
«камень» или «мягкая ткань».
Если система видит слизистую, лазер может автоматически отключить подачу импульса.
Насколько точным оказался алгоритм?
Наиболее устойчивым оказался метод линейного дискриминантного анализа - LDA.
При учёте сложных условий он показал:
93 ± 9% чувствительности при распознавании мягких тканей;
93 ± 9% специфичности при распознавании камней.
Чувствительность означает, насколько хорошо система замечает слизистую, когда лазер направлен не на камень. Специфичность показывает, насколько хорошо она распознает именно камень.
Алгоритм реагировал практически сразу, когда волокно переходило с камня на слизистую и обратно. Это показывает, что технология потенциально пригодна для управления лазером в реальном времени.
Что это значит для пациентов?
Главная идея исследования - превратить лазерное волокно из пассивного инструмента в систему с элементами «зрения» и обратной связи.
В идеале хирург продолжает контролировать операцию, но получает дополнительный автоматический уровень защиты.
Особенно полезной такая система может быть в узком мочеточнике, при операциях гибким эндоскопом, при движении почки во время дыхания и когда камень внезапно смещается.
- 👍 6
- 🔥 2
- ❤ 1
- 👀 1













