Сеченовский университет тестирует ИИ для планирования операций на легких

ИИ для операций на легких: точность цифровой анатомии проверят до внедрения в клинику

Обезличенные КТ проверят до использования системы при лечении

Старт пилотного проекта объявлен на 9 ноября 2026 года. В Институте персонализированной онкологии и Клинике госпитальной хирургии № 2 Сеченовского университета специалисты будут как минимум месяц анализировать обезличенные компьютерные томограммы не менее 30 пациентов. Результаты работы программы сопоставят с экспертной оценкой врачей.

На этом этапе исследователи проверят качество и воспроизводимость автоматического анализа, а также его полезность для подготовки хирургического вмешательства. Использовать систему для принятия решений о лечении пациентов в этом пилоте пока не планируют.

Это существенная граница: проверка того, насколько правильно программа распознает анатомические структуры, предшествует оценке ее влияния на безопасность операции и последующее восстановление человека.

Из срезов КТ собирают индивидуальную карту легких

Компьютерная томография дает последовательность послойных изображений. Чтобы спланировать вмешательство, хирург должен представить по ним пространственное расположение опухоли, бронхов и кровеносных сосудов. Бронхи проводят воздух, артерии и вены обеспечивают кровоток, причем особенности их ветвления различаются у разных людей.

Российский модуль автоматизирует сегментацию — выделение нужных структур на изображениях. Он размечает легкие, их доли и сегменты, новообразования, бронхи, артерии и вены. Из этих данных формируется интерактивная трехмерная модель, на которой врач может изучать взаимное расположение тканей. Результат сохраняется в отчете для электронной медицинской карты.

Практический смысл особенно понятен на примере сегментэктомии — удаления анатомического сегмента легкого вместо целой доли. Такой подход позволяет оставить больше ткани, но требует точного понимания, какие ветви бронхов и сосудов относятся к удаляемому участку, а какие необходимо сохранить.

При этом меньший объем вмешательства подходит не каждому пациенту. Хирургу нужно учитывать размер и расположение опухоли, распространенность заболевания и возможность удалить ее с достаточным отступом. Трехмерная карта помогает разбирать анатомию, но сама по себе не определяет допустимый объем операции.

Показатели 93%, 96% и 97% измеряют разные свойства модели

В сообщении Сеченовского университета о первичной апробации приведены три результата: коэффициент Dice для выделения легочной ткани достиг 93%, охват ветвлений бронхиального дерева — до 96%, сосудистого — до 97%.

Коэффициент Dice показывает степень пространственного совпадения области, выделенной программой, с эталонной разметкой. Он характеризует качество сегментации. Охват ветвей бронхов и сосудов отражает другие свойства реконструкции, поэтому объединять эти числа в одну «среднюю точность выше 90%» некорректно.

Ни один из этих показателей не означает, что программа правильно выбирает операцию в 93% случаев или обеспечивает такую же вероятность успешного лечения. Даже хорошее совпадение контуров легкого не отвечает на вопрос, правильно ли восстановлена каждая сосудистая ветвь, значимая для конкретного вмешательства.

В публичном описании первичной апробации не раскрыты размер и состав проверочной выборки, разброс результатов и подробная методика оценки ветвлений. Поэтому пока трудно судить, насколько устойчиво система работает при необычной анатомии и на КТ разного качества.

Сохраненный объем легкого и сохраненное дыхание связаны не напрямую

Разработчики указывают, что модуль прогнозирует дыхательную функцию после резекции — удаления части органа, — учитывая соотношение удаляемого и общего объема легких. Такой расчет помогает количественно описать предполагаемую потерю ткани.

Однако одинаковые по объему участки могут по-разному участвовать в дыхании. Для прогноза имеет значение исходное состояние легких: насколько свободно проходит воздух, насколько эффективно происходит газообмен и какие функциональные резервы остаются у пациента.

Европейское респираторное общество и Европейское общество торакальных хирургов в рекомендациях 2025 года предусматривают комплексную оценку перед лечением рака легкого. Она включает исследования дыхательной функции, оценку переноса газов в кровь, переносимости физической нагрузки и сопутствующих заболеваний.

Поэтому объемная модель должна рассматриваться вместе с функциональными измерениями. Насколько точно российский модуль учитывает исходную работу легких и насколько его прогноз совпадает с показателями после операции, из опубликованных сообщений пока неясно.

Международные испытания оценивают пользу трехмерного планирования по отдельным задачам

Предоперационные трехмерные модели легких уже исследуют за пределами России. Полученные результаты показывают, что удобство визуализации и улучшение клинических исходов требуют отдельных проверок.

В китайском многоцентровом исследовании DRIVATS, опубликованном в 2024 году, 191 пациента случайным образом распределили между подготовкой с трехмерной реконструкцией и подготовкой по обычной КТ. Участникам удаляли небольшие периферические узлы, не достигавшие границ сегментов. Медиана продолжительности операции составила 100 минут в обеих группах; статистически значимого различия в частоте послеоперационных осложнений также не обнаружили.

В другом рандомизированном исследовании, опубликованном в 2026 году, участвовали 144 пациента одного китайского центра. Трехмерное планирование сократило ключевой этап выделения и удаления сегмента примерно с 96 до 76 минут. Кроме того, чаще достигалась заранее установленная достаточная граница удаления ткани вокруг опухоли.

Однако общая продолжительность операции и частота послеоперационных осложнений статистически значимо не различались. Наблюдение продолжалось два месяца, поэтому исследование не позволяет судить о долгосрочном контроле рака.

Эти работы изучали другие программные решения. Их результаты нельзя переносить на российский модуль, но они помогают сформулировать вопросы для его дальнейшей проверки: какие именно действия становятся точнее, кому это помогает и отражается ли улучшение планирования на состоянии пациента.

Для внедрения понадобятся данные о работе врача и восстановлении пациента

Потенциальная ценность такого инструмента состоит в более подробной подготовке к вмешательству. Если автоматическая реконструкция надежна, хирург получает дополнительную возможность заранее разобрать сложную анатомию и сопоставить варианты удаления ткани.

Чтобы оценить эту пользу, в последующих исследованиях важно измерять не только качество разметки, но и время подготовки, объем ручных исправлений, изменения хирургического плана и точность прогноза дыхательной функции. Отдельной проверки требуют осложнения, сохранение функции легких и качество жизни после операции.

Для клиники имеет значение и весь рабочий процесс. Быстрое построение модели даст преимущество только в том случае, если проверка и исправление ее ошибок не потребуют сопоставимых дополнительных усилий. Это вопрос, на который технические показатели сами по себе не отвечают.

Начало внедрения разработчики планируют на 2027 год. В апрельском сообщении университет связывал доступность решения для клиник с получением регистрационного удостоверения. Пока обозначенная дата остается планом, а опубликованные результаты не позволяют обещать пациентам лучшее сохранение дыхания благодаря этому модулю.