«Цифровой хирург: 3D-моделирование, навигация и роботизированные системы в онкохирургии»

Курс формирует компетенции в области применения цифровых технологий для планирования и проведения хирургических вмешательств. Участники изучат принципы работы с системами предоперационного 3D-моделирования на основе КТ и МРТ, освоят навигационные системы и основы управления роботизированными хирургическими комплексами.

Стоимость участия::

Бесплатно

🎓 Формат обучения:

☑️ Дистанционный

🏢 По длительности:

☑️ 2-4 часа

Описание образовательного курса:

Требования к слушателям:

• Действующий сертификат/аккредитация по специальности «Хирургия» или «Онкология»

• Базовые навыки работы с компьютером

• Желательно: опыт работы с DICOM-просмотрщиками (на уровне пользователя)

Ключевые компетенции: • 3D-реконструкция анатомических структур из DICOM-данных • Планирование операции в специализированном программном обеспечении • Работа с интраоперационной навигацией и системами дополненной реальности • Основы управления роботизированными системами (da Vinci и аналоги)

Целевая аудитория: Врачи-хирурги-онкологи, хирурги-ординаторы, врачи смежных хирургических специальностей, участвующие в лечении онкологических пациентов.

Цель программы: Формирование устойчивых практических навыков использования цифровых технологий на всех этапах хирургического лечения онкологических пациентов — от предоперационного планирования до интраоперационной навигации.

Задачи программы: • Освоить принципы работы с DICOM-данными и системами 3D-реконструкции • Научиться проводить виртуальное планирование хирургических доступов • Получить навыки работы с хирургическими навигационными системами • Изучить основы управления роботизированными хирургическими комплексами • Отработать практические навыки на симуляторах и в виртуальной реальности

Продолжительность и формат: 72 академических часа, смешанный формат (онлайн-лекции + очные практические занятия на симуляционном оборудовании + самостоятельная работа).

Структура программы:

Модуль 1. Введение в цифровую хирургию (6 часов) • Эволюция хирургических технологий: от открытой хирургии к роботизированной • Цифровая трансформация операционной: концепция «умной операционной» • Правовые и этические аспекты применения цифровых технологий в хирургии • Обзор современных платформ: da Vinci, Medtronic, российские разработки

Модуль 2. Работа с DICOM-данными и 3D-реконструкция (14 часов) • Формат DICOM: структура, метаданные, стандарты передачи • PACS-системы: получение и экспорт исследований • Программное обеспечение для 3D-реконструкции: 3D Slicer, Materialise, InVesalius • Сегментация анатомических структур: полуавтоматические и автоматические методы • Построение 3D-моделей органов, сосудов, опухолей на основе КТ и МРТ • Экспорт моделей для 3D-печати и виртуальной реальности

Модуль 3. Предоперационное планирование в виртуальной среде (12 часов) • Виртуальная хирургия: принципы и возможности • Планирование резекций с сохранением органов • Расчет объемов резекции, оценка функциональных резервов • Симуляция сосудистых анастомозов и реконструкций • Планирование онкохирургических операций при различных локализациях (печень, поджелудочная железа, почки, легкие) • Документирование плана операции в электронной истории болезни

Модуль 4. Интраоперационная навигация и дополненная реальность (14 часов) • Принципы хирургической навигации: оптическая, электромагнитная, ультразвуковая • Регистрация пациента и совмещение виртуальной модели с реальной анатомией • Системы навигации в онкохирургии: Brainlab, Medtronic StealthStation, российские аналоги • Дополненная реальность в операционной: наложение 3D-моделей на операционное поле • Интраоперационная коррекция плана операции на основе навигационных данных • Ограничения и источники ошибок навигационных систем

Модуль 5. Роботизированная хирургия: теория и практика (18 часов) • Устройство роботизированных систем: манипуляторы, консоль хирурга, система визуализации • Преимущества и ограничения роботизированной хирургии в онкологии • Эргономика работы за консолью: профилактика утомления • Базовые навыки управления: координация, работа с педалью, смена инструментов • Продвинутые техники: диссекция, наложение швов, гемостаз • Специфика роботизированных операций при различных онкологических локализациях • Ассистирование за столом пациента: роль второго хирурга

Модуль 6. Симуляционное обучение и виртуальная реальность (6 часов) • Типы хирургических симуляторов: виртуальные, гибридные, биологические • Платформы симуляционного обучения: da Vinci Skills Simulator, LapSim, VR-системы • Отработка базовых навыков на симуляторах: перенос предметов, рассечение, коагуляция • Симуляция полных хирургических сценариев с оценкой результатов • Анализ ошибок и формирование индивидуальной траектории обучения • Сертификаты симуляционного обучения: международные стандарты

Модуль 7. Интеграция цифровых инструментов в клиническую практику (2 часа) • Построение цифрового рабочего процесса хирурга: от исследования до операции • Мультидисциплинарное планирование с использованием 3D-моделей • Документирование и отчетность при использовании цифровых технологий • Экономические аспекты: обоснование затрат на цифровое оборудование • Обучение команды операционной работе с новыми технологиями

Практические задания: • Создание 3D-модели органа с опухолью из реальных DICOM-данных пациента • Виртуальное планирование резекции с определением линий резекции и сохранением критических структур • Отработка навыков навигации на симуляторе с оценкой точности • Выполнение базовых упражнений на роботизированном симуляторе (да Винчи Skills Simulator или аналог) • Симуляция полной операции в виртуальной реальности с оценкой времени, точности и безопасности

Итоговая аттестация: Формат: Практический экзамен на симуляционном оборудовании + защита плана операции. Структура задания: • Слушателю предоставляются DICOM-данные пациента с онкологическим заболеванием • Необходимо: создать 3D-модель, спланировать операцию, определить оптимальный доступ, выполнить симуляцию ключевых этапов на тренажере • Критерии оценки: точность сегментации, обоснованность хирургической тактики, технические навыки на симуляторе, безопасность, время выполнения

Результаты обучения: По завершении программы слушатель сможет: • Самостоятельно получать и обрабатывать DICOM-данные для 3D-реконструкции • Создавать точные 3D-модели анатомических структур и опухолей • Проводить виртуальное предоперационное планирование с определением оптимального доступа • Работать с интраоперационными навигационными системами • Выполнять базовые манипуляции на роботизированной хирургической системе • Использовать симуляторы для постоянного совершенствования навыков • Интегрировать цифровые инструменты в ежедневную хирургическую практику

Выдаваемый документ: Удостоверение о повышении квалификации установленного образца (72 часа), цифровой сертификат «ОнкоКлуб» с указанием освоенных компетенций, запись в реестре системы добровольной сертификации.

Материально-техническое обеспечение: Для прохождения программы необходимо: • Доступ к компьютеру с установленным ПО для 3D-реконструкции (3D Slicer или аналог) • Участие в очных практических занятиях на базе симуляционного центра (роботизированный симулятор, навигационная система, VR-оборудование) • Стабильный интернет для работы с облачными платформами и PACS-системами

Экспертное сопровождение: Каждый модуль ведут практикующие хирурги-онкологи с опытом работы на роботизированных системах и сертифицированные инструкторы симуляционного обучения. Все практические задания проверяются экспертами с предоставлением детальной обратной связи.

Тесты

Вопрос 1. Какой международный стандарт используется для хранения и передачи медицинских изображений (КТ, МРТ)?
А) JPEG 2000
Б) DICOM
В) NIfTI
Г) TIFF
Правильный ответ: Б) DICOM
Вопрос 2. Как называется процесс выделения конкретных анатомических структур или опухоли на серии снимков для создания 3D-модели?
А) Рендеринг
Б) Сегментация
В) Регистрация
Г) Навигация
Правильный ответ: Б) Сегментация
Вопрос 3. Какая из перечисленных программ является бесплатным инструментом с открытым исходным кодом для 3D-реконструкции?
А) Materialise Mimics
Б) 3D Slicer
В) AutoCAD
Г) Maya
Правильный ответ: Б) 3D Slicer
Вопрос 4. Что такое «регистрация пациента» в контексте интраоперационной навигации?
А) Внесение данных в историю болезни
Б) Совмещение виртуальной 3D-модели с реальной анатомией
В) Подключение к электросети
Г) Фиксация на столе
Правильный ответ: Б) Совмещение виртуальной 3D-модели с реальной анатомией
Вопрос 5. Какой тип навигации использует инфракрасные камеры для отслеживания маркеров?
А) Электромагнитная
Б) Ультразвуковая
В) Оптическая
Г) Рентгеновская
Правильный ответ: В) Оптическая
Вопрос 6. В чем главное преимущество инструментов роботизированной системы da Vinci?
А) Дешевле в обслуживании
Б) Имеют «запястья» с дополнительными степенями свободы
В) Не требуют стерилизации
Г) Работают автономно
Правильный ответ: Б) Имеют «запястья» с дополнительными степенями свободы
Вопрос 7. Для чего используется дополненная реальность (AR) в онкохирургии?
А) Полная замена хирурга роботом
Б) Наложение виртуальной 3D-модели на операционное поле
В) Общение с родственниками
Г) Автоматические швы
Правильный ответ: Б) Наложение виртуальной 3D-модели на операционное поле
Вопрос 8. Что такое PACS-система?
А) Управление роботом
Б) Система архивации и передачи медицинских изображений
В) VR-симулятор
Г) База рекомендаций
Правильный ответ: Б) Система архивации и передачи медицинских изображений
Вопрос 9. Какова цель предоперационного виртуального планирования резекции?
А) Увеличение стоимости
Б) Определение линий разреза и сохранение критических структур
В) Отчет для страховой
Г) Обучение медсестер
Правильный ответ: Б) Определение линий разреза и сохранение критических структур
Вопрос 10. Какова частая причина потери сигнала в оптической навигации?
А) Перебои электричества
Б) Нарушение видимости между камерой и маркерами
В) Перегрев компьютера
Г) Ошибка DICOM
Правильный ответ: Б) Нарушение видимости между камерой и маркерами
Вопрос 11. Какова роль ассистента за столом при роботизированной операции?
А) Управляет консолью
Б) Меняет инструменты, аспирация, ретракция
В) Проводит анестезию
Г) Ведет документацию
Правильный ответ: Б) Меняет инструменты, аспирация, ретракция
Вопрос 12. Что оценивается на виртуальном симуляторе?
А) Только время
Б) Время, длина пути, точность, ошибки
В) Внешний вид
Г) Скорость печати
Правильный ответ: Б) Время, длина пути, точность, ошибки
Вопрос 13. Каково применение 3D-печати в онкохирургии?
А) Печать халатов
Б) Физические модели для репетиции или импланты
В) Печать рецептов
Г) Изготовление скальпелей
Правильный ответ: Б) Физические модели для репетиции или импланты
Вопрос 14. Что такое «умная операционная»?
А) Голосовое управление светом
Б) Интеграция визуализации, навигации, робототехники и ИТ-систем
В) Операционная без хирургов
Г) Ночная работа
Правильный ответ: Б) Интеграция визуализации, навигации, робототехники и ИТ-систем
Вопрос 15. Каково основное ограничение AR в хирургии мягких тканей?
А) Стоимость мониторов
Б) Деформация тканей и рассогласование модели
В) Отсутствие розеток
Г) Отсутствие стерильных чехлов
Правильный ответ: Б) Деформация тканей и рассогласование модели
Вопрос 16. Что хранится в метаданных DICOM помимо изображения?
А) Только размер файла
Б) Информация о пациенте, параметры сканера, дата
В) Личные заметки
Г) Финансовая история
Правильный ответ: Б) Информация о пациенте, параметры сканера, дата
Вопрос 17. Почему важна эргономика за консолью робота?
А) Чтобы было удобно спать
Б) Профилактика нарушений и утомляемости
В) Для качества изображения
Г) Для работы анестезиолога
Правильный ответ: Б) Профилактика нарушений и утомляемости
Вопрос 18. Какой метод навигации не требует прямой видимости, но подвержен электромагнитным помехам?
А) Оптическая
Б) Электромагнитная
В) Ультразвуковая
Г) Механическая
Правильный ответ: Б) Электромагнитная
Вопрос 19. Что такое «виртуальная резекция»?
А) Лазерное удаление
Б) Моделирование удаления с расчетом объема
В) Отмена операции
Г) Дистанционная операция
Правильный ответ: Б) Моделирование удаления с расчетом объема
Вопрос 20. Кто несет основную ответственность при роботизированной операции?
А) Производитель робота
Б) Операционная медсестра
В) Хирург за консолью
Г) Администратор
Правильный ответ: В) Хирург за консолью
Ключ ответов: 1-Б, 2-Б, 3-Б, 4-Б, 5-В, 6-Б, 7-Б, 8-Б, 9-Б, 10-Б, 11-Б, 12-Б, 13-Б, 14-Б, 15-Б, 16-Б, 17-Б, 18-Б, 19-Б, 20-В.
Критерии оценки: Отлично (18-20), Хорошо (15-17), Удовлетворительно (12-14), Неудовлетворительно (менее 12).

Экзам. билеты

Экзаменационные билеты по программе «Цифровой хирург: 3D-моделирование, навигация и роботизированные системы в онкохирургии»

Билет № 1. Основы 3D-моделирования и работа с DICOM 1. Теоретический вопрос: Стандарт DICOM: структура данных, метаданные и принципы экспорта исследований из PACS-систем для 3D-реконструкции. 2. Практическое задание: Загрузить предоставленный набор DICOM-изображений (КТ органов брюшной полости) в программу 3D Slicer. Выполнить полуавтоматическую сегментацию печени и опухоли, экспортировать результат в формате STL. 3. Ситуационная задача: Пациенту планируется резекция печени по поводу метастаза колоректального рака. Опухоль расположена вблизи воротной вены. Опишите алгоритм виртуального планирования резекции для оценки объема будущего остатка печени и сохранения критических сосудов.

Билет № 2. Интраоперационная навигация 1. Теоретический вопрос: Принципы работы оптической и электромагнитной навигационных систем. Этапы регистрации пациента (сопоставления виртуальной модели и реальной анатомии). 2. Практическое задание: На навигационном симуляторе выполнить процедуру регистрации фантома, используя метод сопоставления поверхностных точек (point-based registration). Оценить целевую ошибку регистрации (TRE). 3. Ситуационная задача: Во время навигационной онкохирургической операции произошло смещение референсного массива (репера), закрепленного на пациенте. Система выдает предупреждение о потере трекинга. Опишите ваши действия по восстановлению навигации без повторного проведения полной регистрации.

Билет № 3. Роботизированная хирургия 1. Теоретический вопрос: Устройство роботизированных комплексов (на примере da Vinci): консоль хирурга, пациентская тележка, система визуализации. Преимущества и ограничения метода в онкологии. 2. Практическое задание: На виртуальном симуляторе (da Vinci Skills Simulator или аналог) выполнить базовое упражнение «Перенос колец» (Ring Transfer). Продемонстрировать отсутствие тремора, экономию движений и соблюдение границ рабочей зоны. 3. Ситуационная задача: При выполнении робот-ассистированной резекции прямой кишки возникло артериальное кровотечение из пресакрального сплетения. Опишите алгоритм действий хирурга за консолью и ассистента у стола пациента для быстрого и безопасного гемостаза.

Билет № 4. Дополненная реальность (AR) в хирургии 1. Теоретический вопрос: Технологии дополненной реальности в операционной: методы наложения 3D-моделей на операционное поле, проблемы деформации мягких тканей и способы их компенсации. 2. Практическое задание: Используя планшет или AR-очки (при наличии), выполнить наложение предварительно созданной 3D-модели почки с опухолью на физический фантом. Оценить точность совмещения контуров. 3. Ситуационная задача: При резекции опухоли головного мозга с использованием AR-навигации после вскрытия твердой мозговой оболочки и удаления части опухоли произошло смещение структур мозга (brain shift). Виртуальная модель перестала соответствовать реальной анатомии. Предложите способы коррекции навигации в этой ситуации.

Билет № 5. Интеграция цифровых инструментов и «умная операционная» 1. Теоретический вопрос: Концепция «умной операционной» (Smart OR). Интеграция данных визуализации, навигации, робототехники и электронной истории болезни в единый цифровой контур. 2. Практическое задание: Сформировать цифровой пакет документов для мультидисциплинарного консилиума (МДТ) по сложному клиническому случаю: включить ссылки на DICOM, 3D-модель, результаты гистологии и предложенный план операции. 3. Ситуационная задача: Клиника закупает новое оборудование для онкохирургии. Вам как ведущему специалисту поручено обосновать выбор между покупкой полноценного роботизированного комплекса и внедрением системы интраоперационной навигации с AR для отделения торакальной онкологии. Сформулируйте ключевые аргументы, основанные на клинической эффективности и экономике.

Критерии оценки экзаменационного билета: Теоретическая часть (40%): Точность определений, глубина понимания принципов работы цифровых систем. Практическое задание (30%): Уверенное владение интерфейсом ПО или симулятора, правильная последовательность действий, достижение поставленной технической цели. Ситуационная задача (30%): Безопасность предложенного алгоритма, клиническая логика, умение адаптировать цифровые инструменты под меняющиеся условия операции.

Примечание для экзаменатора: При оценке практических заданий допускается использование слушателем ноутбука с установленным ПО (3D Slicer, навигационный симулятор), так как цель экзамена — проверка прикладных навыков, а не теоретической памяти.

Методическое обеспечение, адрес помещения:

Заявка на организацию совместной образовательной программы

Уважаемый коллега! Заполните эту форму, чтобы предложить вашу авторскую программу для обучения и сертификации специалистов на платформе «ОнкоКлуб».

Методическое обеспечение Готов предоставить:

Учебные материалы: презентации, клинические разборы, чек-листы, ситуационные задачи.
Цифровые инструменты: доступ к ПО (например, 3D Slicer), PACS-система, симуляторы.
Контроль знаний: тесты для входного и итогового контроля, критерии оценки.
Литература: актуальные клинические рекомендации (RUSSCO, NCCN, ESMO). Помещение и оснащение Готов предоставить помещение со следующими параметрами:
Адрес: [Город, улица, дом, офис/аудитория]
Вместимость: [Количество мест]
Оснащение: проектор, экран, ноутбук, Wi-Fi, звук.
Спец. оборудование: [Например: хирургические симуляторы, если есть]
Условия: [Парковка, кофе-брейк, доступная среда]

Справочные издания и словари

Список рекомендуемой литературы и учебных материалов по программе «Цифровой хирург»

1. Учебники и учебные пособия
Онкология. Национальное руководство / под ред. М.И. Давыдова, А.Д. Каприна. – М.: ГЭОТАР-Медиа.
Робот-ассистированная хирургия: руководство для врачей / под ред. П.А. Ефимочкина. – М.: Практическая медицина.
3D-моделирование и 3D-печать в медицине: учебное пособие / под ред. А.В. Бажанова. – М.: ГЭОТАР-Медиа.
Интраоперационная навигация в онкохирургии: практическое руководство для специалистов.

2. Научная литература и монографии
Современные технологии в хирургии: навигация, робототехника, дополненная реальность.
Актуальные вопросы применения искусственного интеллекта и машинного обучения в медицинской визуализации.
Cleary K., Holmes D. Surgical Navigation: Principles, Methods, and Applications.

3. Методические рекомендации и нормативные документы
Клинические рекомендации Минздрава РФ по диагностике и лечению злокачественных новообразований (cr.minzdrav.gov.ru).
Руководство пользователя и методические материалы по работе с открытым ПО 3D Slicer (slicer.org).
Стандарты формата DICOM и протоколы обмена медицинскими изображениями (NEMA).

4. Учебные (дидактические) пособия и задачники
Сборник клинических задач по предоперационному 3D-планированию в онкохирургии с примерами DICOM-данных.
Атлас хирургической анатомии с элементами 3D-визуализации и виртуальной реальности.
Рабочая тетрадь для отработки навыков на виртуальных хирургических симуляторах с чек-листами оценки.

5. Электронные ресурсы и базы данных
Официальный портал клинических рекомендаций Минздрава РФ (cr.minzdrav.gov.ru).
Научные базы данных PubMed, eLibrary.ru, CyberLeninka.
Видеолекции и интерактивные модули на образовательной платформе «ОнкоКлуб».