Rakathon 2026 · projekty
Všechny projekty

ATLAS (AI-guided Tumor Localization & Augmented Surgery)

Až na měsíc · AI Surgical Copilot · Ostrava

Chirurgický AI kopilot převádí CT do 3D modelu a promítá ho do da Vinci konzole pro přesné vyříznutí nádoru ledviny a záchranu tkáně.

Co to dělá

Při robotické resekci ledviny chirurg hledá nádor, který často není vidět, a odhaduje, kde vedou cévy a kalichopánvičkový systém. Náš kopilot vezme předoperační CT, udělá z něj 3D model a ten promítne přímo do obrazu z kamery robota da Vinci, který se pohybuje s ledvinou.

Jak to funguje

1. CT → 3D model (pár minut, jeden příkaz). TotalSegmentator, nnU-Net (KiTS19) a BA-Net (KiPA22) vysegmentují ledvinu, nádor, tepny, žíly a kalich. Nádor od cysty odlišíme podle sycení kontrastem. Aplikace spočítá velikost, objem, R.E.N.A.L. skóre, polohu nádoru slovy a živě ukáže resekční okraj 0–10 mm. Měření, CT řez vedle modelu, pohledy z přístupu (zepředu, z boku, zezadu), export GLB/STL a tisk shrnutí na sál.

2. Model ve videu. SAM 2 najde ledvinu, model se do obrazu usadí automaticky (diferencovatelné renderování, cévní kličky, nástroje jako pravítko hloubky) a CoTracker3 + PnP ho sleduje v 6 stupních volnosti. Když si systém není jistý, model zeprůhlední nebo zmizí – raději nic než špatně.

3. Chirurg má poslední slovo. Kdykoli model rukou posune a otočí. Jeho klíčové snímky jsou ground truth: sledování se z nich přepočítá za ~6 s na běžném CPU a model jimi přesně prochází.

4. Průběh operace. Fáze operace z obrazu (DINOv2 + uspořádaný dekodér) a čas teplé ischemie: dva nezávislé detektory svorky se musí shodnout, jinak systém mlčí. Časovač zežloutne ve 20 min a zčervená ve 25 min.

Data

8 anonymizovaných vyšetření (7 CT, 1 MR) a 4 záznamy robotických operací z FN Olomouc. Výpočty lokálně a na pronajatých GPU v EU, žádná pacientská data v gitu.

Výsledky

  • 3D modely pro všech 8 pacientů
  • Umístění nádoru do videa: medián 5,7 mm na snímcích, na kterých se nic neladilo (nejlepší publikovaná automatická metoda 7,3 mm). Zatím jen jeden pacient a 8 snímků.
  • Živé sledování: 25–30 snímků/s, zpoždění p95 pod 45 ms na jedné RTX 3090.
  • Fáze 88 % sekund, svorka nalezena u 2 ze 4 videí do 21 s, žádný falešný poplach.
  • Referencí jsou dvojí nezávislé AI anotace, ne chirurg.
Měli už předtím
nic
Využití AI
CT → 3D: TotalSegmentator, nnU-Net (KiTS19) a BA-Net (KiPA22) segmentují ledvinu, nádor, cévy a kalich; z toho model a R.E.N.A.L. skóre.
Video z robota: SAM 2 (maska ledviny), DINOv2 (najde ledvinu, určí fázi operace), CoTracker3 + PnP (sledování polohy 6-DoF), SAM 3 a YOLO11 (nástroje jako měřítko hloubky), SurgeNetXL (svorka → čas ischemie).

LLM: Claude (Opus) v Claude Code se subagenty psal a testoval kód a označil ~1 000 snímků (fáze, ledvina, nádor); Grok a Kimi jako kontrolní anotátoři.
Data: 8 anonymizovaných CT/MR a 4 videa z FN Olomouc; výpočty lokálně a na pronajatých EU GPU, snímky k anotaci jen Claude a modely v Azure hackathonu, nic v gitu.

Proti chybám: testovací snímky mimo trénink, každý anotovaný 2× nezávisle, platí jen shoda; trénink vždy bez testovaného pacienta; shoda s radiologem (nádor 82 vs 80 mm). Aplikace model skryje, když si tracker není jistý, a chirurg má poslední slovo
Dopad
Záchrana funkce ledviny a prevence dialýzy: Čas teplé ischemie (WIT) je klíčový, protože každá minuta nad 20–25 min nevratně ničí nefrony.

Nižší náklady a edukace: Automatický audit zrychluje křivku učení začínajících operatérů a nemocnici šetří statisíce až miliony Kč za komplikace, reoperace a následnou dialyzační péči.

Kognitivní odlehčení pro chirurga.
Komu pomůže
Pacienti a jejich blízcí, Lékaři a sestry
Technologie InterSystems
Ne
Tým
Až na měsíc — Josef Bednář, Markéta Zemanová
Výzva
AI Surgical Copilot · Ostrava