Idegsebészeti térbeli navigációhoz használt alkalmazás egy modellfejen. A valós és kiterjesztett valóság információknak köszönhetően, amelyeket szabványos okosszemüvegek jelenítenek meg, a sebész biztonságosan irányíthatja a műszerét, és minimalizálhatja a betegek sérülésének kockázatát – Kép: Fraunhofer IWU
Hamarosan valóság lesz a műtőben: Standard adatszemüvegek az idegsebészeti beavatkozások során a „navigációhoz”.
Forradalom az idegsebészetben: kiterjesztett valóságú adatszemüvegek, mint navigációs rendszer a műtőben
Az orvostudomány fáradhatatlanul fejlődik, és az egyik különösen izgalmas terület a kiterjesztett valóság (AR) integrálása a műtőbe. Ez nem sci-fi, hanem egy egyre kézzelfoghatóbb valóság, amely biztonságosabbá, pontosabbá és kevésbé invazívvá teheti a sebészeti beavatkozásokat a betegek számára. Különösen az idegsebészet, amely az agy összetettsége miatt a legnagyobb precizitást igényli, profitál jelentősen ezekből a technológiai fejlesztésekből.
Ígéretes megközelítés az okosszemüvegek használata, amelyek valós időben vetítik át a műtét előtti képadatokat, például a mágneses rezonancia képalkotásból (MRI) származó adatokat a tényleges műtéti területre. Ez a technológia lehetővé teszi a sebész számára, hogy virtuálisan „átlásson” a beteg testén, így pontosabb képet kapjon a műtéti területről. A hagyományos, gyakran nagy méretű és drága navigációs rendszerekkel ellentétben az AR okosszemüvegek a térbeli tájékozódás új dimenzióját nyitják meg a műtőben. Ez különösen fontos azoknál a beavatkozásoknál, ahol a műtéti területhez való hozzáférés korlátozott, például az orron keresztüli agydaganat-eltávolításnál. A minimálisan invazív technikát az AR-szemüvegek által biztosított jobb vizualizáció támogatja, ami potenciálisan kevesebb szövetkárosodáshoz, rövidebb felépülési időhöz és a szövődmények számának csökkenéséhez vezethet.
Az alkalmazás, mint a pontos navigáció kulcsa
Ennek az innovatív technológiának a középpontjában egy speciálisan kifejlesztett alkalmazás áll, amely szinkronizálja a műtét előtt készített MRI-képet a műtéti terület valós idejű nézettel. Ez a fejlesztés a Lipcsei Egyetemi Kórház (UKL) Idegsebészeti Tanszékének LEGEND kutatócsoportja és a zittaui Fraunhofer Szerszámgép- és Formázástechnikai Intézet (IWU) közötti együttműködés több éves kutatási és fejlesztési munka eredménye. Az alkalmazás lényegében egy „GPS-rendszerként” működik a sebész számára, amely nemcsak a műtéti célpont pozícióját mutatja, hanem az optimális, azaz a legkevésbé invazív hozzáférési útvonalat is. Ez a navigációs segédeszköz jelentős előrelépést jelent a korábbi, statikus képadatokra és a sebész térbeli gondolkodására támaszkodó módszerekhez képest.
Az új technológia egy másik jelentős előnye a sebészeti eszközök navigációs rendszerbe való integrálásának lehetősége. Az eszközök pozíciójának valós idejű, pontos nyomon követésével és az okosszemüvegen történő megjelenítésével a sebész még nagyobb pontossággal és biztonságosabban tudja irányítani azokat. Ez a valós idejű kijelzés, amelyet az alkalmazás tesz lehetővé, minimalizálja a hibák kockázatát, és lehetővé teszi a sebész számára, hogy hajszálpontosan tervezze meg és hajtsa végre a mozdulatokat. Továbbá a kulcsfontosságú további információk, például a célterülettől való távolság, közvetlenül a sebész látóterében jelennek meg, optimalizálva az információáramlást és lehetővé téve a gyors és biztonságos reagálást. Ez nemcsak a beavatkozás biztonságát növeli, hanem potenciálisan csökkenti a műtéti időt is, így tehermentesíti mind a beteget, mind az orvosi személyzetet.
Valós idejű pontosság: Kvantumugrás az idegsebészetben
A kutatócsoport egyik legfigyelemreméltóbb eredménye a rendszer gyakorlatilag azonnali üzemkészsége. „Csapatunk világszerte elsőként ért el teljesen automatizált regisztrációt az idegsebészeti térbeli számítástechnikai navigációhoz” – jelentette lelkesen Dr. habil. Ronny Grunert, a Fraunhofer IWU kutatótársa és az UKL „Legend” kutatócsoportjának vezetője. „A kalibrálás és a regisztráció egy másodpercen belül megtörténik, és a valós idejű műszerpozíció-érzékeléshez szükséges navigáció készen áll. A kifejlesztett rendszer nagyon intuitív módon használható, és szorosan hasonlít a GPS-segítségre.” Ez a sebesség és intuitivitás kulcsfontosságú a műtőben a munkafolyamat fenntartásához, valamint ahhoz, hogy a sebészek intuitív és megbízható navigációs segédeszközt kapjanak.
Egy másik fontos részlet a rendszer felhasználóbarát jellege. A felhasználói felületet orvosok fejlesztették ki orvosok számára, és a lényegi információk megjelenítésére korlátozódik, ezáltal minimalizálva a kezelési hibákat. Az egyértelmű megjelenítési logikára példa egy zöld szálkereszt, amely a műszer hegyének helyzetét jelzi, és tökéletesen integrálódik az okosszemüvegben megjelenített MRI-képbe. Ez a világos és tömör megjelenítés kulcsfontosságú tényező a rendszer műtőben való elfogadása és sikere szempontjából, mivel lehetővé teszi a sebészek számára, hogy a legfontosabbra – a műtét sikeres végrehajtására – koncentráljanak.
Hatékonyság és hozzáférhetőség: Forradalom mindenkinek
A technikai innováció mellett a projekt másik kulcsfontosságú aspektusa a gazdasági életképesség és az ebből fakadó hozzáférhetőség. Míg a kórházakban használható hagyományos navigációs rendszerek gyakran több százezer euróba kerülnek az idegsebészetben, a fejlesztőcsoport a fogyasztói szinten árazott standard okosszemüvegekre összpontosít. „Ezek a szemüvegek az idegsebészetben használt számítógéppel segített navigációs rendszerek töredékébe kerülnek” – magyarázza Grunert. Ez a költségcsökkentés kulcsfontosságú lépés abban, hogy a technológia ne csak a jól finanszírozott egészségügyi rendszerek és intézmények, hanem a korlátozott erőforrásokkal rendelkező országok és régiók számára is elérhetővé váljon. A technológia demokratizálása lehetővé teszi, hogy több beteg részesüljön a precíz és minimálisan invazív idegsebészeti kezelés előnyeiből.
A kézidarab fejlesztése, amely a műszereket tartja és lehetővé teszi azok pontos pozicionálását, szintén kulcsfontosságú a projektben. A Fraunhofer IWU-n speciális markereket fejlesztettek ki, amelyek geometriáját és mintázatát az okosszemüvegek felismerik. Ezek a markerek különféle formákat ölthetnek, például gömböket, téglatesteket vagy más alakzatokat, és a műszerek háromdimenziós térben való helyzetének meghatározására szolgálnak. A műanyag kézidarabokat 3D nyomtatással gyártják Zittauban és Lipcsében, ami nagyfokú rugalmasságot és alkalmazkodóképességet biztosít a sebészek igényeihez.
A klinikai gyakorlathoz vezető út: Kitekintés
Az anatómiai modellel kapcsolatos képzés első kísérleti kurzusára 2024 őszén került sor a Lipcsei Egyetemi Kórházban (UKL). Ez a lépés fontos mérföldkő a technológia klinikai alkalmazása felé vezető úton. A csapat következő feladata a prototípus elkészítése, amelynek ezt követően át kell esnie az európai piacra vonatkozó orvostechnikai eszközökre vonatkozó rendelet (MDR), az Egyesült Államokra vonatkozó pedig az Amerikai Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatóság (FDA) előírásainak megfelelő jóváhagyási folyamaton. A cél az, hogy a rendszert körülbelül két éven belül betegeken is lehessen használni.
Az AR-alapú navigációs rendszerek fejlesztése az idegsebészetben nemcsak technológiai előrelépést jelent, hanem paradigmaváltást is az orvosi gyakorlatban. A valós idejű képadatok integrációja, a precíz műszerirányítás és a költséghatékony megoldások alapvetően átalakíthatják az idegsebészeti kezelést, biztonságosabbá, pontosabbá és hozzáférhetőbbé téve azt. E fejlesztés minden egyes lépésével egyre közelebb kerül az a jövőkép, ahol az olyan innovatív technológiák, mint az AR okosszemüvegek, standarddá válnak a műtőben. Ez új perspektívákat nyit nemcsak az orvosok és sebészek, hanem mindenekelőtt a betegek számára, akik profitálhatnak a jobb kezelési minőségből és a kevésbé invazív beavatkozásokból. Ezzel a technológiával az idegsebészet jövője izgalmas irányt vett, ahol a pontosság és az innováció kéz a kézben jár.
Alkalmas: