Opći podaci o projektu
Naziv projekta: Robotski navigirana biopsija prostate (PRONOBIS)
Voditelj projekta: doc. dr. sc. Marko Švaco
Ustrojbena jedinica: Zavod za robotiku i automatizaciju proizvodnih sustava, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Sveučilište u Zagrebu
Voditelj istraživačkog tima Medicinskog fakulteta: prof. dr. sc. Tvrtko Hudolin
Ustrojbena jedinica voditelja istraživačkog tima Medicinskog fakulteta: Katedra za urologiju, Sveučilište u Zagrebu Medicinski fakultet
Partneri na projektu: Sveučilište u Zagrebu Medicinski fakultet i Ronna Medical d.o.o.
Trajanje projekta: od 1. travnja 2024. do 30. lipnja 2026. (24 mjeseca)
Ukupni iznos sredstava projekta: 1.536.550,52 €
Poziv i kod projekta: Ciljana znanstvena istraživanja (CZI); NPOO.C3.2.R3-I1.04.0181
Sažetak projekta
Rastuća potreba za dijagnostikom i liječenjem raka prostate uz nedostatak liječnika koji mogu pružiti pravodobno i adekvatno liječenje stvara značajan pritisak na zdravstveni sektor. Projekt ima cilj poboljšati trenutno stanje tehnike ciljanim istraživanjem, razvojem kolaborativnog i inteligentnog robotski potpomognutog
postupka biopsije prostate. Projekt koristi recentnu robotsku tehnologiju povezanu s naprednim algoritmima strojnog učenja i umjetnom inteligencijom kako bi se optimizirao postupak biopsije. Laboratorijski prototip će biti razvijen, testiran i validiran kako bi se smanjio teret liječnika, poboljšala točnost postupka, ubrzala dijagnoza
i donošenje odluka o liječenju uz dobrobit za pacijente i pružatelje zdravstvenih usluga.
Opis projekta
Europski zdravstveni sustavi i sustavi skrbi suočavaju se s nekoliko izazova povezanih sa starenjem stanovništva i sve većom prevalencijom kroničnih stanja (rak). Rak prostate prevalentna je zloćudna bolest koja pogađa značajan dio muške populacije Europe i svijeta, kao i Hrvatsku. Unatoč napretku u dijagnostici i liječenju, teret
raka prostate i dalje je značajan. Uz proračunska ograničenja, sektor se suočava s rastućim pritiscima troškova za sustave i problemima održivosti te predstavlja značajan teret za javno zdravstvo. Drugi izazov je neadekvatan broj liječnika koji su dostupni za učinkovito rješavanje rastuće potražnje za postupcima povezanim s rakom
prostate. Nedostatak liječnika je značajna prepreka za pružanje pravodobne i točne dijagnoze, kao i personaliziranih strategija liječenja.
Glavni izazovi u dijagnozi raka prostate uključuju prekomjerno dijagnosticiranje (dijagnoza bolesti koja nikada neće uzrokovati simptome ili smrt i ne predstavlja prijetnju bez obzira na to što je patološka) i prekomjerno liječenje. Prekomjerno liječenje je ublaženo aktivnim nadzorom i praksama utemeljenim na dokazima, no pretjerana dijagnoza i dalje predstavlja problem. Postojeća rješenja koja se temelje na multiparametrijskom MR ciljanju (MR-Magnetska rezonanca) postižu obećavajuće rezultate u poboljšanju dijagnostike klinički značajnih karcinoma i smanjenju prekomjerne dijagnoze. Problemi i dalje postoje, osobito u preciznom ciljanju suspektnih
područja, što uvelike ovisi o stručnosti liječnika. Preporuke Europske komisije za države članice su da pripreme nacionalne planove probira za rak prostate, a ovaj
projekt usklađen je s rastućom potrebom za poboljšanim dijagnostičkim alatima. Implementacija robotike i softverski vođenih ciljanih biopsija optimizirat će dijagnostički proces, smanjujući opterećenje javnog zdravstvenog sektora. Poboljšana preciznost, brzina i pristupačnost postupka omogućit će većem broju liječnika
učinkovito provođenje biopsija, čime će se povećati ukupni dijagnostički kapacitet. Smanjenje morbiditeta povezanog s postupkom dovest će do poboljšanih ishoda i zadovoljstva pacijenata. Cilj je riješiti suprotstavljajuća pitanja prekomjerne dijagnoze i prekomjernog liječenja povezanih s rakom prostate uvođenjem inovativnih pristupa za dobivanje odgovarajućih uzoraka iz suspektnih zona u prostati. Projekt se nastoji uhvatiti u koštac s ovim izazovima kroz implementaciju robotike i softverski vođenih metoda biopsije. Integriranjem robotike i naprednih modifikacija softvera, poboljšati ćemo točnost i preciznost ciljanih biopsija. Korištenjem robotske asistencije u navigaciji i pristupu teško dostupnim područjima interesa, značajno će smanjiti neizvjesnosti povezane s konvencionalnim tehnikama biopsije. Ako se realizira, ovaj projekt će staviti Hrvatsku na svjetsku kartu rješenja robotske asistencije u medicinskim operacijama raka prostate.
Tehnologija potpomognuta robotima pojavila se kao obećavajući put za poboljšanje dijagnostičkih postupaka, osobito kod biopsije prostate. Trenutni sustavi koji se koriste klinički, eksperimentalno ili u različitim fazama istraživanja nemaju autonomiju i prilagodljivost, uvelike se oslanjaju na uključenost liječnika u zadatke koji se
ponavljaju. Potreba za poboljšanom učinkovitošću, preciznošću i smanjenim opterećenjem liječnika zahtijeva nove istraživačke putove. Očigledan sljedeći korak za robotsku primjenu u zdravstvu je uključivanje fizičkog kontakta s ljudskim subjektom na način koji kombinira kognitivne vještine i spretnost ljudskih liječnika sa
snagom, preciznošću i izdržljivošću robotskih sustava. Imati čovjeka (liječnika) u krugu omogućuje viši stupanj sigurnosti i redundantnosti. Iako trenutno stanje tehnike omogućuje procjenu statičkog položaja ljudskog tijela u biopsiji prostate, prilagodba u realnom vremenu i generalizacija na individualno tijelo subjekta i predviđanje
mekoće tkiva za preciznu interakciju sila, još uvijek je izazovan problem. U svakom postupku postoje i određeni aspekti koji se mogu raditi autonomno ili automatski, a u PRONOBISU će se istraživati neke mogućnosti robotske autonomije u planiranju biopsije prostate i dijeljene kontrole čovjeka i robota.
Ciljevi projekta
Ovim projektom želi se postići:
1. Uspostavljanje i dalje razvijanje primjene robotike u biopsijama prostate, čime se povećava proceduralna preciznost i učinkovitost
2. Izrada laboratorijskog prototipa naprednog upravljačkog modela kompenzacije pokreta i softverske aplikacije koje omogućuju korištenje LA tijekom biopsija, osiguravajući udobnost pacijenta
3. Potvrda prototipa rješenja u laboratorijskom okruženju za poboljšanu dijagnozu klinički značajnog raka prostate optimiziranim ciljanjem i točnim uzorkovanjem lezija, čime se rješava kritični problem javnog zdravlja
4. Smanjivanje ukupnih troškova dijagnostike povećanjem preciznosti, smanjenjem morbiditeta i pojednostavljenjem procesa biopsije.
Značaj istraživanja
- Tehnički napredak: Projekt PRONOBIS nije samo inkrementalno poboljšanje postojećih sustava; već predstavlja značajan iskorak u području robotskih sustava. Kroz stratešku integraciju najsuvremenijih algoritama i senzora, projekt će testirati značajna poboljšanja u proceduralnoj učinkovitosti, prilagodljivosti i sigurnosti
biopsija prostate. - Sinergija ljudske stručnosti: U okviru PRONOBIS-a, tehnološki napredak se smatra komplementarnim ljudskoj stručnosti, a ne zamjenom. Usavršavanjem proceduralnih procesa i smanjenjem ručnih intervencija, projekt postulira da medicinski stručnjaci mogu biti bolje opremljeni i pozicionirani za usmjeravanje svoje stručnosti
prema ključnim područjima skrbi za pacijente s velikim utjecajem. - Fokus usmjeren na pacijenta: PRONOBIS se temelji na filozofiji usmjerenoj na pacijenta. Ovo se prevodi u niz inicijativa i smjerova istraživanja koji su usmjereni na povećanje sigurnosti pacijenata, udobnosti i ukupnog iskustva tijekom postupaka biopsije.
- Napredak u istraživanju: Razvoj specijaliziranih istraživačkih podataka u medicinskoj robotici, poboljšani istraživački kapaciteti i širenje znanstvenog znanja te doprinos širem istraživačkom području ispitivanjem platformi koje integriraju umjetnu inteligenciju i virtualnu stvarnost za medicinsku obuku, koristeći neinvazivne tehnike lokalizacije kroz različite robotske postupke i ocrtavanje putanje prema povećanoj autonomiji u intervencijskim robotskim sustavima.
- Društveni i ekonomski učinak - pročišćeni protokoli biopsije, kako je predviđeno projektom, mogli bi katalizirati ubrzane dijagnostičke postupke, poboljšane ishode za pacijente i posljedično smanjenje društvenog tereta povezanog sa stanjima kao što je rak prostate. Projekt potiče sinergiju između akademskih institucija i industrijskog sektora, postulirajući poboljšani inovacijski ekosustav i početak novih komercijalnih mogućnosti u medicinskoj robotici.
Projekt PRONOBIS primjer je metodičnog pristupa rješavanju višeslojnih izazova prisutnih u biopsijama prostate.
Kroz sinergijske efekte, temeljna istraživanja, tehnološke inovacije i metodologije usmjerene na pacijenta, projekt će značajno doprinijeti poljima medicinske robotike i zdravstvene skrbi. Njegovi očekivani ishodi, kako u smislu tehničkog napretka tako i šireg društvenog utjecaja, naglašavaju njegov potencijal kao pionirske sile u
medicinskim intervencijama. Kako projekt napreduje, bit će imperativ kontinuirano potvrđivati njegove hipoteze i metodologije, osiguravajući da njegovi doprinosi ostanu na čelu znanstvene izvrsnosti, sigurnosti pacijenata i kliničke učinkovitosti. Temeljno istraživanje provedeno u sklopu projekta proširit će naše znanje o novijim istraživanjima vezanim uz tehnologiju robotske asistencije u medicinskim primjenama i omogućiti učinkovitu primjenu teorijskog znanja u ciljanim znantvenim istraživanjima s ciljem stvaranja revolucionarnih, visokokvalitetnih i održivih rješenja u biopsijama prostate.
Uloga Medicinskog fakulteta u projektu
Sveučilište u Zagrebu, Medicinski fakultet (MEF), točnije Sveučilišna Klinika za urologiju KBC- a Zagreb, ima vodeće mjesto kao najveći volumenski centar za urološku onkologiju. Kroz svoj Centar za prostatu, Odjel posjeduje opsežno znanje o epidemiologiji i praksi kliničkog liječenja u vezi s rakom prostate u cijeloj zemlji. Naša predanost kontinuiranom istraživanju i procjeni naših praksi osigurava pružanje najboljeg mogućeg okruženja za skrb. MEF ima dokazano iskustvo učinkovitog uključivanja novoistraženih i prihvaćenih kliničkih praksi u dijagnostici i liječenju raka prostate. Ovo iskustvo nas pozicionira kao idealnog partnera za provođenje
i kasniju primjenu rezultata ovog istraživačkog projekta u kliničkom okruženju. Nadalje, kao podršku razvoju ovog istraživačkog projekta, nudimo vrijedne resurse i objekte. To uključuje našu stručnost u raku prostate, specijaliziranu opremu, mogućnost izvođenja dodatne magnetske rezonancije i pristup dodatnim slikovnim
podacima kao što su mikro ultrazvuk i PSMA PET CT, a sve će to uvelike pridonijeti uspjehu projekta.
Projektni tim
FSB: doc. dr. sc. Marko Švaco, dr. sc. Filip Šuligoj, Branimir Ćaran, mag. ing., četiri novozaposlena istraživača
MEF: prof. dr. sc. Tvrtko Hudolin, doc. dr. sc. Tomislav Kuliš, Ivana Šiprak, mag. oec. (projektna administratorica)
Ronna Medical d.o.o.: akademik Bojan Jerbić, Igor Klarić, Alen Duspara, dr. sc. Josip Vidaković
