Разработка автоматической системы построения персонализированной 3D-модели почки пациента на основе данных КТ «НефроПлан»
Описание
Современная медицина требует не просто точных диагнозов, а персональной анатомической карты каждого пациента. При резекции почки — операции, сохраняющей орган при раке — хирург сталкивается с главной проблемой: уникальной сосудистой архитектоникой, которую невозможно полноценно оценить по стандартным 2D-снимкам КТ. Добавочные артерии (у 30% пациентов), риск повреждения чашечно-лоханочной системы и ишемия здоровой ткани делают каждое вмешательство уникальным. Продукт представляет собой веб-платформу которое автоматически преобразует данные КТ пациента в интерактивную 3D-модель почки с опухолью, сосудами и собирательной системой.
Хирург получает возможность:
- виртуально пережимать любую артерию и видеть точную зону ишемии;
- выполнять «виртуальную резекцию» — выбирать оптимальный разрез без риска повреждения чашечки;
- сравнивать несколько сценариев операции до первого разреза.
Проблема
В России ежегодно регистрируется около 19000 случаев опухоли паренхимы почки. В 80% случаев выполняется хирургическая резекция почки. Основными послеоперационными осложнениями являются: ХБП до ~ 41%, острая почечная недостаточность ~24%, что приводит к прямым дополнительным медицинским затратам: ~67,9 млн. руб. в год; к долгосрочным косвенным потерям не менее 115 млн. руб в год.
Решение
Наше решение НефроПлан - это web-платформа автоматического построения персонализированной 3D-модели почки пациента на основе данных КТ для персонализированного предоперационного 3D-планирования резекции почки с прогнозированием зон ишемии.
Задачи: разработать нейросетевую автоматическую сегментацию почечных структур (паренхима, опухоль, артерии до 3-4 порядка, вены, ЧЛС); создать интерактивный 3D-визуализатор с режимом виртуальной резекции; внедрить алгоритм прогнозирования зон ишемии при пережатии выбранных артерий; провести пилотное тестирование в клиниках.
Ключевые преимущества продукта:
1. Персонализация — платформа работает на реальных КТ-данных конкретного пациента, а не на стандартной анатомии.
2. Специализация — уникальный функционал: прогнозирование зон ишемии при пережатии конкретной артерии + режим виртуальной резекции, чего нет в универсальных DICOM-view.
3. Доступность — веб-формат (не требует мощной рабочей станции или дорогих лицензий), работает в обычном браузере.
Области применения: онкоурология, трансплантология, хирургия, урология, медицинское образование.
Потребительские сегменты: хирургические отделения клиник, федеральные медцентры, медицинские вузы.
Научно-технический задел: Внедрение технологий компьютерного 3D-моделирования на основе предоперационных КТ-снимков конкретного пациента и ИИ-прогнозирования зоны ишемии в хирургическую практику для повышения точности планирования резекции почки, снижения интра- и послеоперационных осложнений и персонализации тактики органосохраняющего лечения. Доказано, что такой подход к планированию резекции почки позволяет повысить хирургическую точность и снизить риск специфических послеоперационных осложнений:
1. Тяжелые хирургические осложнения (по шкале Clavien-Dindo ≥3)
Заявленный эффект: Снижение частоты с 9,5% до 3,8% (более чем в 2,5 раза).
Публикация: Bertolo R. et al. «3D-image guided robotic-assisted partial nephrectomy: a multi-institutional propensity score-matched analysis (UroCCR study 51)» (World Journal of Urology, 2021/2023).
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.go...
2. Специфические осложнения (переливание крови, мочевые свищи)
Заявленный эффект: Снижение риска переливания крови на 80% (OR 0.20), минимизация мочевых свищей.
Публикация: Piramide F. et al. «Three-dimensional Model–assisted Minimally Invasive Partial Nephrectomy: A Systematic Review with Meta-analysis of Comparative Studies» (European Urology Oncology, 2022).
Ссылка: Страница статьи в European Urology Oncology
https://colab.ws/articles/10.1...
3. Хроническая болезнь почек (ХБП) и снижение функции (eGFR)
Заявленный эффект: Снижение риска de novo ХБП на 50–60%, сохранение скорости клубочковой фильтрации (СКФ).
Публикация: «Influence of 3D-Calculated Parenchymal Volume Loss on Renal Function After Partial Nephrectomy» (Journal of Laparoendoscopic & Advanced Surgical Techniques, 2021).
Ссылка: PubMed (Аннотация и данные)
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.go...
4. Терминальная хроническая почечная недостаточность (ХПН) и диализ
Заявленный эффект: Снижение риска прогрессирования до терминальной ХПН (необходимости диализа) в 3–5 раз.
Публикация: «Three-dimensional virtual model for robot-assisted partial nephrectomy» (World Journal of Urology, 2024).
Ссылка: Страница статьи на Springer
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.go...
5. Потеря объема паренхимы (функциональной ткани почки)
Заявленный эффект: Снижение потери объема с 15–20% (стандарт) до 5–8% (с 3D-моделированием).
Публикация 1 (Базовый риск): «Evaluating kidney volume loss after partial nephrectomy» (Canadian Urological Association Journal, 2017).
Данные: Показывает, что при стандартной парциальной нефрэктомии (даже с отрицательными краями резекции) из-за ишемии и грубого ушивания потеря объема почки достигает 20%
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.go...
Объем рынка:
- Специализированное ПО для 3D-планирования нефроонкологии TAM — 25–45 млн долл/год
- Целевой сегмент РФ, ПО для почек SAM — 1.5–2.5 млн долл/год (к 2030)
- Планируемая доля рынка к 2029 году SOM — 150–300 тыс. долл/год
Потенциал расширения SOM до 500 тыс.долл/год при выходе на клиентов в СНГ и реализации приложения для образовательного сегмента.
Финансово-экономические показатели:
Необходимые инвестиции - 4,5 млн + грантовые средства («СТАРТ», «Студенческий стартап»)
Внутренняя норма доходности (IRR): ~67%
Рентабельность инвестиций (ROI): ~320%
Количество платных лицензий (за 3 года): 40–50
Индекс рентабельности инвестиций (PI): 3,2
