Gepubliseer op: 22 Januarie 2025 / Opdatering vanaf: 22 Januarie 2025 - Skrywer: Konrad Wolfenstein
Die toepassing vir neurochirurgiese ruimtelike navigasie op 'n modelkop. Danksy die werklike en feitlik verbeterde inligting (augmented reality) wat in standaard databril gevisualiseer word, kan die operasiedokter sy instrument veilig lei en die risiko van besering aan pasiënte verminder - Beeld: Fraunhofer IWU
Binnekort 'n werklikheid in die operasiesaal: standaard databril vir 'navigasie' tydens neurochirurgiese prosedures
Revolusie in neurochirurgie: Augmented reality databril as 'n navigasiestelsel in die operasiekamer
Geneeskunde vorder onverbiddelik, en 'n besonder opwindende veld is die integrasie van verhoogde werklikheid (AR) in die operasiesaal. Dit gaan nie oor wetenskapfiksie nie, maar oor 'n werklikheid wat binne bereik is en die potensiaal het om chirurgiese prosedures veiliger, meer presies en sagter vir pasiënte te maak. Neurochirurgie in die besonder, 'n veld wat maksimum akkuraatheid vereis weens die kompleksiteit van die brein, baat aansienlik by hierdie tegnologiese vooruitgang.
’n Belowende benadering is die gebruik van databril wat preoperatiewe beelddata, soos van magnetiese resonansiebeelding (MRI), met die werklike chirurgiese veld in reële tyd oortrek. Hierdie tegnologie laat die chirurg toe om "deur die pasiënt se liggaam te sien" en sodoende 'n meer presiese insig te kry in die streek wat geopereer moet word. In teenstelling met konvensionele navigasiestelsels, wat dikwels lywig en duur is, maak AR-databril 'n nuwe dimensie van ruimtelike oriëntasie in die operasiesaal oop. Dit is veral relevant in prosedures waar toegang tot die chirurgiese veld beperk is, soos breingewasoperasies wat via die neus uitgevoer word. Die minimaal indringende metode word ondersteun deur verbeterde visualisering deur AR-bril, wat moontlik lei tot minder weefselskade, korter hersteltye en verminderde komplikasies.
Die toepassing as die sleutel tot presiese navigasie
- Die chirurg se gesigsveld: Die regte operasiekamer kan in die bril gesien word. Die toepassing 'plaas' individuele pasiëntdata op die regte kop - Beeld: Fraunhofer IWU
- Die 3D-gedrukte handstuk vir chirurgiese instrumente wat by Fraunhofer IWU in Zittau ontwikkel is, bevat merkergeometrieë wat deur die databril herken word - Beeld: Fraunhofer IWU
Die hart van hierdie innoverende tegnologie is 'n spesiaal ontwikkelde toepassing wat die MRI-beeld wat voor die operasie geskep is, sinchroniseer met die intydse aansig van die chirurgiese veld. Hierdie ontwikkeling is die resultaat van jare se navorsings- en ontwikkelingswerk in 'n samewerking tussen die LEGEND-navorsingsgroep by die Kliniek en Polikliniek vir Neurochirurgie by die Leipzig Universiteitshospitaal (UKL) en die Fraunhofer Instituut vir Masjiengereedskap en Vormingstegnologie IWU in Zittau. Die toepassing dien as 'n "GPS-stelsel" vir die chirurg en wys hom nie net die posisie van die chirurgiese teiken nie, maar ook die optimale, dit wil sê die mees sagte toegangsroete. Hierdie vorm van navigasiehulpmiddel is 'n aansienlike verbetering teenoor vorige metodes wat staatgemaak het op statiese beelddata en die chirurg se ruimtelike verbeelding.
Nog 'n belangrike voordeel van hierdie nuwe tegnologie is die vermoë om chirurgiese instrumente in die navigasiestelsel te integreer. Deur die posisie van die instrumente in reële tyd presies aan te teken en in die databril te vertoon, kan die chirurg hulle selfs meer presies en veilig lei. Hierdie intydse visualisering, aangeskakel deur die toepassing, verminder die risiko van foute en laat die chirurg toe om sy bewegings presies te beplan en te implementeer. Daarbenewens word belangrike bykomende inligting, soos die afstand na die teikenarea, direk in die chirurg se gesigsveld vertoon, wat die vloei van inligting optimaliseer en 'n vinnige en veilige reaksie moontlik maak. Dit verhoog nie net die veiligheid van die prosedure nie, maar verkort ook moontlik die operasietyd, wat die las op die pasiënt en die mediese personeel verminder.
Presisie in reële tyd: 'n kwantumsprong in neurochirurgie
Een van die navorsingsgroep se mees noemenswaardige prestasies is die byna oombliklike operasionele gereedheid van die stelsel. "Ons span het 'n wêreldwye eerste bereik met ten volle outomatiese registrasie vir neurochirurgiese ruimtelike rekenaarnavigasie," sê PD Dr. habil. Ronny Grunert, navorsingsgenoot by Fraunhofer IWU en hoof van die "Legend"-navorsingsgroep by UKL, rapporteer entoesiasties. “Die kalibrasie en registrasie word binne 'n sekonde voltooi en navigasie vir intydse opsporing van die instrumentposisie is gereed om te begin. Die stelsel wat ontwikkel is, is baie intuïtief om te gebruik en kom baie naby aan die gebruik van GPS-bystand.” Hierdie spoed en intuïsie is van kardinale belang om nie die werkvloei in die operasiesaal te ontwrig nie en om chirurge 'n intuïtiewe en betroubare navigasiehulpmiddel te bied.
Nog 'n belangrike detail is die gebruikersvriendelikheid van die stelsel. Die gebruikerskoppelvlak is ontwikkel deur mediese professionele persone vir mediese beroepslui en is beperk tot die vertoon van noodsaaklike inligting, om sodoende bedryfsfoute te minimaliseer. 'n Voorbeeld van die duidelike vertoonlogika is 'n groen kruishaar wat die posisie van die instrumentpunt aandui en perfek geïntegreer is in die MRI-beeld wat in die slimbril vertoon word. Hierdie duidelike en bondige aanbieding is 'n deurslaggewende faktor vir die aanvaarding en sukses van die stelsel in die operasiesaal, aangesien die chirurge kan konsentreer op wat belangrik is - die suksesvolle uitvoering van die operasie.
Ekonomie en Toeganklikheid: 'n Revolusie vir almal
Benewens tegniese innovasie, is 'n ander sentrale aspek van hierdie projek die ekonomiese lewensvatbaarheid en die gepaardgaande toeganklikheid van die tegnologie. Terwyl konvensionele navigasiestelsels in neurochirurgie wat geskik is vir gebruik in klinieke dikwels 'n paar honderdduisend euro kos, maak die ontwikkelingsgroep staat op standaard databril waarvan die pryse in die verbruikersektor is. "Hierdie bril kos 'n fraksie van die koste van rekenaargesteunde navigasiestelsels vir neurochirurgie," verduidelik Grunert. Hierdie kostevermindering is 'n kritieke stap om die tegnologie toeganklik te maak nie net vir goed befondsde gesondheidstelsels en -instellings nie, maar ook vir lande en streke met beperkte hulpbronne. Hierdie demokratisering van tegnologie beteken meer pasiënte kan baat vind by die voordele van presiese en sagte neurochirurgiese behandeling.
Die ontwikkeling van die handstuk wat die instrumente vashou en hul presiese posisionering moontlik maak, is ook 'n belangrike aspek van die projek. Spesiale merkers is by Fraunhofer IWU ontwikkel, wie se geometrieë en patrone deur die databril herken word. Hierdie merkers kan in verskillende vorms kom, soos sfere, blokkies of ander liggame en word gebruik om die posisie van die instrumente in driedimensionele ruimte aan te teken. Die plastiekhandstukke word in Zittau en Leipzig vervaardig deur 3D-drukwerk te gebruik, wat 'n hoë vlak van buigsaamheid en aanpasbaarheid by die behoeftes van chirurge moontlik maak.
Die pad na kliniese praktyk: 'n vooruitsig
Die eerste loodskursus vir opleiding oor die anatomiese model het in die herfs van 2024 by die UKL plaasgevind. Hierdie stap is 'n belangrike mylpaal op pad na kliniese toepassing van die tegnologie. In die volgende stap fokus die span op die voltooiing van die prototipe, wat dan deur die goedkeuringsproses moet gaan in ooreenstemming met die Mediese Toestelregulasie vir die Europese mark of in ooreenstemming met die regulasies van die Amerikaanse Voedsel- en Geneesmiddeladministrasie (FDA) vir die VSA. Die doelwit is om die stelsel oor ongeveer twee jaar op pasiënte te kan gebruik.
Die ontwikkeling van AR-gesteunde navigasiestelsels vir neurochirurgie is nie net 'n tegnologiese vooruitgang nie, maar ook 'n paradigmaskuif in mediese praktyk. Die integrasie van intydse beelddata, presiese instrumentleiding en ekonomiese oplossings het die potensiaal om neurochirurgiese behandeling fundamenteel te transformeer, wat dit veiliger, meer presies en meer toeganklik maak. Die visie van 'n toekoms waarin innoverende tegnologieë soos AR-databril standaard in die operasiesaal is, kom nader met elke stap van hierdie ontwikkeling. Dit open nie net nuwe perspektiewe vir dokters en chirurge nie, maar bowenal vir pasiënte, wat voordeel kan trek uit verbeterde behandelingskwaliteit en 'n meer sagte prosedure. Die toekoms van neurochirurgie het 'n opwindende rigting ingeslaan met hierdie tegnologie, waar presisie en innovasie hand aan hand gaan.
Geskik vir: