Автоматизированная система поддержки принятия врачебных решений в лечении больных с новообразованиями паренхимы почки – первый опыт использования веб-платформы «Sechenov.AI_nephro» – результаты многоцентрового тестирования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Цель исследования: оценить работу автоматизированной системы поддержки принятия врачебных решений «Sechenov.AI_nephro» в лечении пациентов с новообразованиями паренхимы почки (НПП).

Материалы и методы. β-версия веб-платформы «Sechenov.AI_nephro» состоит из нейронной сети на основе MONAI (Medical open network for AI) и веб-интерфейса, алгоритмы которого классифицированы на основании данных сегментации в «ручном» режиме при помощи программы 3D-моделирования «Amira». В многоцентровое проспективное исследование включен 441 пациент с НПП. Тестирование проводилось в течение 12 мес. на базе 3 урологических центров: 358 (81,2%) пациентов Сеченовского Университета; 73 (16,6%) больных Башкирского Государственного медицинского университета (БГМУ); 10 (2,3%) пациентов Саратовского Государственного медицинского университета им. В. И. Разумовского(СГМУ). Во всех наблюдениях перед операцией выполнялась мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) с контрастированием. DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine)-данные МСКТ каждого пациента врач-уролог загружал в веб-платформу «Sechenov.AI_nephro» с целью автоматического построения 3D-модели патологического процесса. Оценка работы веб-платформы «Sechenov.AI_nephro» проведена на основании анкетирования врачей, выполнявших операцию. Анкета включала 14 вопросов с балльной оценкой от 1 до 10 баллов. Опросник разделен на 3 основных раздела: 1 – оценка качества работы веб-платформы «Sechenov.AI_nephro»; 2 – оценка использования 3D-модели в беседе с пациентом для планирования операции и интраоперационной навигации; 3 – анализ выбора полезного режима отображения данных, ошибки построения 3D-модели.

Результаты. анкетирование выполнено в 253 (57,37% из 441) наблюдениях. Оценка качества построений 3D-моделей – 7,8–9,4 балла, использование 3D-модели в беседе с пациентом для планирования операции и интраоперационной навигации – 7,8–9,4 балла. 3D-модели построены правильно в 70% наблюдений. Областью интереса являлся полезный режим отображения 3D- моделей в планировании операции. Неверно построенные элементы анатомии – вены в 25,5% и опухоль 26,4% наблюдений соответственно.

Заключение. Работа автоматизированной системы поддержки принятия врачебных решений в лечении больных НПП «Sechenov.AI_nephro» продемонстрировала удовлетворительное качество воспроизведения 3D-моделей патологического процесса. 3D-построения позволяют персонифицированно определять хирургическую тактику лечения пациентов с НПП.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Жолдубаев

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: dr_agabek@mail.ru

врач-уролог, аспирант, Институт урологии и репродуктивного здоровья человека 

Россия, Москва

П. В. Глыбочко

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: glybochko_v_p@staff.sechenov.ru

академик РАН, д.м.н., ректор, Институт урологии и репродуктивного здоровья человека 

Россия, Москва

Ю. Г. Аляев

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: ugalyaev@mail.ru

член-корр. РАН, д.м.н., профессор, Института урологии и репродуктивного здоровья человека

Россия, Москва

Д. В. Бутнару

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: butnaru_d_v@staff.sechenov.ru

д.м.н., врач-уролог, главный врач УКБ №1, Институт урологии и репродуктивного здоровья человека

Россия, Москва

Е. В. Шпоть

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: shpot@inbox.ru

д.м.н., врач-уролог, онколог, заместитель директора по научной работе Института урологии и репродуктивного здоровья человека

Россия, Москва

М. М. Черненький

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: chernenkiy_m_m@staff.sechenov.ru

инженер-физик Института урологии и репродуктивного здоровья человека

Россия, Москва

И. М. Черненький

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: chernenkiy_i_m@staff.sechenov.ru

инженер-программист Института урологии и репродуктивного здоровья человека

Россия, Москва

Д. Н. Фиев

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: fiev_d_n@staff.sechenov.ru

д.м.н., врач-уролог, главный научный сотрудник Института урологии и репродуктивного здоровья человека 

Россия, Москва

А. В. Проскура

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: proskura_a_v_1@staff.sechenov.ru

к.м.н., врач-уролог, онколог, ассистент, Института урологии и репродуктивного здоровья человека

Россия, Москва

А. В. Конышев

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: urokulez@yandex.ru

врач-уролог, соискатель Института урологии и репродуктивного здоровья человека

Россия, Москва

Е. С. Сирота

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: sirota_e_s@staff.sechenov.ru

д.м.н., врач-уролог, онколог, руководитель Центра нейросетевых технологий Института урологии и репродуктивного здоровья человека

Россия, Москва

Х. М. Исмаилов

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: halilismailov2013@mail.ru

врач-уролог, аспирант Института урологии и репродуктивного здоровья человека

Россия, Москва

Р. К. Шурыгина

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: Yourolog@yandex.ru

соискатель ученой степени кандидата медицинских наук, Институт урологии и репродуктивного здоровья человека

Россия, Москва

С. А. Амрахов

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: gradmonaco@yandex.ru

врач-уролог, аспирант Института урологии и репродуктивного здоровья человека 

Россия, Москва

А. А. Измайлова

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: izmailovaa20@gmail.com

студентка 4-го курса, Институт урологии и репродуктивного здоровья человека

Россия, Москва

И. П. Саркисьян

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: ig.sark.0201@gmail.com

студент 4 курса, Институт урологии и репродуктивного здоровья человека

Россия, Москва

А. Ю. Суворов

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: suvorov_a_yu_1@staff.sechenov.ru

главный биостатистик отдела исследовательских сервисов Департамента по научному развитию и клиническим исследованиям, Институт урологии и репродуктивного здоровья человека

Россия, Москва

В. Н. Павлов

Башкирский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: pavlov@bashgmu.ru

академик РАН, профессор, д.м.н., директор института урологии и клинической онкологии

Россия, Уфа

И. Р. Кабиров

Башкирский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: ildarkabirov@gmail.com

к.м.н., доцент кафедры урологии и онкологии 

Россия, Уфа

М. Ф. Урманцев

Башкирский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: urmantsev85@mail.ru

к.м.н., заведующий онкологическим отделением Клиники 

Россия, Уфа

Д. Э. Байков

Башкирский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: dr_agabek@mail.ru

д.м.н, профессор кафедры общей хирургии с курсами трансплантологии и лучевой диагностики 

Россия, Уфа

А. Ф. Иткулов

Башкирский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: dr_agabek@mail.ru

заведующий лабораторией радионуклидной диагностики Клиники 

Россия, Уфа

М. М. Хафизов

Башкирский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: dr_agabek@mail.ru

заведующий рентгеновским отделением Клиники 

Россия, Уфа

Р. Ф. Гильметдинов

Башкирский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: dr_agabek@mail.ru

врач-радиолог лаборатории радионуклидной диагностики Клиники 

Россия, Уфа

А. А. Антипина

Башкирский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: dr_agabek@mail.ru

врач-радиолог лаборатории радионуклидной диагностики Клиники 

Россия, Уфа

А. Н. Россоловский

Саратовский государственный медицинский университет им. В. И. Разумовского Минздрава России

Email: rossol@list.ru

д.м.н., доцент, заместитель главного врача по хирургии Университетской клинической больницы № 1 

Россия, Саратов

Д. А. Дурнов

Саратовский государственный медицинский университет им. В. И. Разумовского Минздрава России

Email: dendurnov@mail.ru

к.м.н., доцент, заведующий отделением онкоурологии Университетской клинической больницы № 1 

Россия, Саратов

Д. А. Бобылев

Саратовский государственный медицинский университет им. В. И. Разумовского Минздрава России

Email: dreik2006@mail.ru

к.м.н., ассистент кафедры лучевой диагностики им. Проф. Н.Е. Штерна Университетской клинической больницы 1 

Россия, Саратов

С. Д. Иванов

Саратовский государственный медицинский университет им. В. И. Разумовского Минздрава России

Email: ivanovsd24@gmail.ru

ассистент кафедры лучевой диагностики им. Проф. Н.Е. Штерна, врач-рентгенолог Университетской клинической больницы № 1 

Россия, Саратов

Список литературы

  1. Wilhelm Konrad Roentgen-The Centennial of His Birth-Semicentennial of the X-Rays. JAMA. 2020;323(15):1512. doi: 10.1001/jama.2019.13400.
  2. Alyaev Yu.G., Sirota E.S., Proskura A.V. Digitalization of operations for kidney tumors. M.:GEOTAR-Media. 2021. Russian (Аляев Ю.Г., Сирота Е.С., Проскура А.В. Цифровизация операций при опухоли почки. И.:ГЭОТАР-Медия. 2021)
  3. Gusev A.V., Zarubina T.V. Clinical Decisions Support in medical information systems of a medical organization. M.: Information technologies for the Physician. 2017;2:60–72. Russian (Гусев А.В., Зарубина Т. В. Поддержка принятия врачебных решений в медицинских информационных системах медицинской организации. Врач и информационные технологии. 2017;2:60–72).
  4. Lasser M.S., Doscher M., Keehn A., Chernyak V., Garfein E., Ghavamian R. Virtual surgical planning: a novel aid to robot-assisted laparoscopic partial nephrectomy. J Endourol. 2012;26(10):1372–1379. doi: 10.1089/end.2012.0093.
  5. Hyde E.R., Berger L.U., Ramachandran N., Hughes-Hallett A., Pavithran N.P., Tran M.G.B., Ourselin S., Bex A., Mumtaz F.H. Interactive virtual 3D- models of renal cancer patient anatomies alter partial nephrectomy surgical planning decisions and increase surgeon confidence compared to volume-rendered images. Int J Comput Assist Radiol Surg. 2019;14(4):723–732. doi: 10.1007/s11548-019-01913-5.
  6. Kamai T., Furuya N., Kambara T., Abe H., Honda M., Shioyama Y., Kaji Y., Yoshida K. Single minimum incision endoscopic radical nephrectomy for renal tumors with preoperative virtual navigation using 3D-CT volume-rendering. BMC Urol. 2010;10:7. doi: 10.1186/1471-2490-10-7.
  7. Shuji Isotani, Hirofumi Shimoyama, Isao Yokota, Toshiyuki China, Shin-ichi Hisasue, Hisamitsu Ide, Satoru Muto, Raizo Yamaguchi, Osamu Ukimura, Shigeo Horie. Feasibility and accuracy of computational robot-assisted partial nephrectomy planning by virtual partial nephrectomy analysis. doi.org/10.1111/iju.12714
  8. Alyaev Y.G., Sirota E.S., Bezrukov E.A., Sukhanov RB. Computer-assisted laparoscopic surgery for renal carcinoma. Urologiia. 2018;(3):30–38. Russian (Аляев Ю.Г., Сирота Е.С., Безруков Е.А., Суханов Р.Б. Компьютер-ассистированные лапароскопические операции при хирургическом лечении рака почки. Урология. 2018;(3):30–38).
  9. Schiavina R., Bianchi L., Chessa F., Barbaresi U., Cercenelli L., Lodi S., Gaudiano C., Bortolani B., Angiolini A., Bianchi F.M., Ercolino A., Casablanca C., Molinaroli E., Porreca A., Golfieri R., Diciotti S., Marcelli E., Brunocilla E. Augmented Reality to Guide Selective Clamping and Tumor Dissection During Robot-assisted Partial Nephrectomy: A Preliminary Experience. Clin Genitourin Cancer. 2021;19(3):e149-e155. doi: 10.1016/j.clgc.2020.09.005.
  10. Michiels C., Khene Z.E., Prudhomme T., Boulenger de Hauteclocque A., Cornelis F.H., Percot M., Simeon H., Dupitout L., Bensadoun H., Capon G., Alezra E., Estrade V., Bladou F., Robert G., Ferriere J.M., Grenier N., Doumerc N., Bensalah K., Bernhard J.C. 3D-Image guided robotic-assisted partial nephrectomy: a multi-institutional propensity score-matched analysis (UroCCR study 51). World J Urol. 2023;41(2):303–313. doi: 10.1007/s00345-021-03645-1.
  11. Makiyama K., Tatenuma T., Ohtake S., Suzuki A., Muraoka K., Yao M. Clinical use of a patient-specific simulator for patients who were scheduled for robot-assisted laparoscopic partial nephrectomy. Int J Urol. 2021;28(1):130–132. doi: 10.1111/iju.14413.
  12. Tapiero S., Karani R., Limfueco L., Xie L., Jefferson F.A., Reinwart C., Okhunov Z., Clayman R.V., Landman J. Evaluation of Interactive Virtual Reality as a Preoperative Aid in Localizing Renal Tumors. J Endourol. 2020;34(11):1180–1187. doi: 10.1089/end.2020.0234.
  13. Mackin D., Fave X., Zhang L., Fried D., Yang J., Taylor B., Rodriguez-Rivera E., Dodge C., Jones A.K., Court L. Measuring Computed Tomography Scanner Variability of Radiomics Features. Invest Radiol. 2015;50(11):757–765. doi: 10.1097/RLI.0000000000000180.
  14. Komai Y., Sakai Y., Gotohda N., Kobayashi T., Kawakami S., Saito N. A novel 3-dimensional image analysis system for case-specific kidney anatomy and surgical simulation to facilitate clampless partial nephrectomy. Urology. 2014;83(2):500–556. doi: 10.1016/j.urology.2013.09.053.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. МСКТ с контрастированием в трех плоскостях: А — аксиальной, В — сагиттальной и С — фронтальной (новообразование обозначено красным кружком и указано стрелкой)

Скачать (753KB)
3. Рис. 2. Заполнение клинических и демографических данных пациента

Скачать (272KB)
4. Рис. 3. Загрузка DICOM данных на веб платформу «Sechenov.AI_nephro»

Скачать (197KB)
5. Рис. 4. Определение 4-х фаз МСКТ в интрефейсе веб-платформы «Sechenov.AI_nephro»: 1 - нативная фаза, 2 - артериальная фаза, 3 - венозная фаза, 4 - выделительная фаза

Скачать (536KB)
6. Рис. 5. Определение области интереса по артериальной фазе МСКТ в трех плоскостях: А — аксиальной, В — сагиттальной и С — фронтальной

Скачать (376KB)
7. Рис. 6 ЭD модель патологического процесса опухоль левой почки (А - новообразование паренхимы левой почки, В - область ворот правой почка, С - область ворот левой почки, D - нижняя полая вена, Е - аорта)

Скачать (301KB)
8. Рис. 7. Виртуальное планирование операции на веб-платформе «Sechenov.AI_nephro»

Скачать (354KB)
9. Рис. 8. Анкета для опроса врачей урологов


© ООО «Бионика Медиа», 2024