CC BY
0УДК 6.61.617
СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МЕДИЦИНЕ И ОБРАЗОВАНИИ: ИННОВАЦИОННЫЕ РАЗРАБОТКИ В САМАРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ МЕДИЦИНСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ
А.В. Толстое, И.В. Подсевалова
ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России
Самара, Россия
Современное медицинское образование сталкивается с происходящей технологической революцией, изменением информационной среды вокруг нас, что требует более активного использования в учебном процессе современных образовательных технологий. Кафедра оперативной хирургии и клинической анатомии с курсом медицинских информационных технологий Самарского государственного медицинского университета одной из первых в России начала делать активные шаги по разработке и внедрению симуляционных и виртуальных технологий в медицинское образование.
Цель- повысить качество преподавания классической и клинической анатомии и определить возможности виртуальных и информационных технологий для внедрения в медицину и образование.
Материал и методы. Благодаря сотрудничеству SD-разработчиков, сотрудников кафедры и клинических специалистов разработан АПК «SD-Виртуальный хирург» и высокореалистичный 3D - атлас человеческого тела «Inbody Anatomy», разработан проект «Автоплан» - система автоматического контроля и планирования выполнения операций, а также компьютерная программа 3D-практикум хирургических инструментов и другие.
Результаты. Алгоритмы, на которые будут зарегистрированы патенты могут коммерциализироваться путем предоставления неисключительной лицензии на право их применения при разработке программного обеспечения третьими лицами.
Ключевые слова: информационные технологии в медицине, симуляционные технологии, дополненная реальность, 3D-технологии, высокопроизводительные вычисления.
MODERN INFORMATION TECHNOLOGIES IN MEDICINE AND EDUCATION: INNOVATIVE DEVELOPMENTS AT SAMARA STATE MEDICAL UNIVERSITY
Modern medical education is faced with the ongoing technological revolution, changes in the information environment around us, which requires greater use in the educational process of modern educational technologies. Department of Operative Surgery and Clinical Anatomy course with innovative technologies of Samara State Medical University, one of the first in Russia to make active steps to develop and implement simulation and virtual technologies in medical education.
Material and methods Thanks to the collaboration of 3D developers, department staff and clinical specialists, the software "3D-Virtual Surgeon " and the highly realistic 3D atlas of the human body "Inbody Anatomy" were developed, the "Autoplan" project was developed - a system for automatic control and planning of operations, as well as a 3D computer program - workshop of surgical instruments and others.
Results. Algorithms for which patents will be registered can be commercialized by granting a non-exclusive license for the right to use them in software development by third parties.
Key words: information technologies in medicine, simulation technology, augmented reality, 3D-technology, high-performance computing.
RHJ-3-2024
5
Введение. Для любой науки связь теории с практикой является важнейшим законом. Клиническая (топографическая) анатомия является научно-прикладной дисциплиной, теоретической основой для оперативной хирургии. Топографические препараты, в отличие от классических анатомических, демонстрируют не отдельные органы, а системы органов в их тесной взаимосвязи друг с другом. К этим же топографическим препаратам относятся и срезы различных областей тела человека, впервые полученные на замороженных трупах [2,4,10]. По мере накопления теоретических и практических знаний разрабатывались новые методы визуализации организма человека. Были созданы системы, позволяющие вести централизованный контроль результатов обследования и управление на территориально удаленном расстоянии полученными данными. Бурное развитие компьютерных технологий способствовало выходу теоретических знаний в широкое междисциплинарное пространство [1,5]. В морфологических исследованиях, как и в преподавании морфологических дисциплин, тоже был сделан большой прорыв от унифицированного изображения в атласе к персонифицированному трехмерному изображению, которое можно посмотреть либо на компьютере, либо в очках дополненной реальности. Такой подход получил название вычислительной анатомии, computational anatomy, или anatomia in silico [3,6].
Появление высоких технологий в медицине, нарастание темпа жизни, нарастающий объем знаний, внедрение новых лечебно-диагностических методик — всё это ставит перед современной системой медицинского образования задачи по разработке качественно новых подходов в подготовке кадров для здравоохранения. Принцип практического обучения «Смотри и повторяй» перестал отвечать современным требованиям. [7,8,9].
Современное медицинское образование сталкивается с происходящей технологической революцией, изменением информационной среды вокруг нас. К уровню подготовки выпускников медицинских вузов предъявляются все более высокие требования. Переход в обучении студентов на новые стандарты меняет и сам подход к подготовке специалиста, что подразумевает формирование компетенций, а не только знаний, умений и навыков как это было прежде. Все это требует более активного использования в учебном процессе современных образовательных технологий [10].
Материалы и методы. Кафедра оперативной хирургии и клинической анатомии с курсом медицинских информационных технологий Самарского государственного медицинского университета одной из первых в России начала делать активные шаги по разработке и внедрению симуляционных и виртуальных технологий в медицинское образование. Для разработок в данном направлении под руководством заведующего кафедрой профессора РАН А.В. Колсанова в СамГМУ был создан Центр прорывных исследований «Информационные технологии в медицине».
Благодаря сотрудничеству 3D-разработчиков, сотрудников кафедры и клинических специалистов разработан АПК «3D-Виртуальный хирург», представляющий собой линейку симуляторов для эндоскопической, эндоваскулярной хирургии и хирургии с открытым полем. Патологические ситуации, отражённые в симуляторе, смоделированы с реальных патологических случаев. Работа на 3D-симуляторах позволяет не только приобрести практические навыки, но и развить тактическое и клиническое мышление хирурга.
Ещё одной важной задачей стало создание высокодостоверного атласа трёхмерной анатомии человеческого тела. Разработанный атлас является уникальным по анатомическому, топографическому и клиническому наполнению и включает в себя модели более 12 слоев и систем человеческого тела (всего более 3 000 3D объектов), модели связочного аппарата, внутриорганные структуры объектов, включая кровеносные сосуды, иннервацию, пути оттока лимфы, протоки, долевое и сегментарное строение внутренних органов. Удалось создать абсолютно оригинальную высокодостоверную высокополигональную трёхмерную модель анатомии человеческого тела. Для её построения использованы многочисленные данные КТ,
RHJ-3-2024
6
