拡張現実データグラスを使用した外科手術 – アプリは MRI 画像と実際の手術状況を組み合わせます

医学は容赦なく進歩しており、特にエキサイティングな分野は手術室への拡張現実 (AR) の統合です。これはSFの話ではなく、外科手術をより安全で、より正確で、患者にとってより優しいものにする可能性を秘めた、手の届く現実の話です。特に、脳の複雑さのために最大限の精度が必要とされる脳神経外科は、こうした技術の進歩から大きな恩恵を受けています。

医学は容赦なく進歩しており、特にエキサイティングな分野は手術室への拡張現実 (AR) の統合です。これはSFの話ではなく、外科手術をより安全で、より正確で、患者にとってより優しいものにする可能性を秘めた、手の届く現実の話です。特に、脳の複雑さのために最大限の精度が必要とされる脳神経外科は、こうした技術の進歩から大きな恩恵を受けています。

有望なアプローチは、磁気共鳴イメージング（MRI）からのリアルタイムで術前の画像データを重複させるデータメガネの使用です。この技術により、外科医は患者の体を「体を介して」見ることができ、そのため、この地域のより詳細な洞察を得ることができます。しばしばかさばって高価な従来のナビゲーションシステムとは対照的に、ARデータメガネは手術室の空間方向の新しい次元を開きます。これは、鼻の上に起こる脳腫瘍の手術など、手術場へのアクセスが制限されている介入に特に関連しています。最小限の侵襲的方法は、ARメガネによる視覚化の改善によってサポートされています。これにより、組織の損傷の低下、回復時間の短縮、合併症の減少につながる可能性があります。

正確なナビゲーションの鍵としてのアプリ

この革新的なテクノロジーの中心は、操作前に作成されたMRI画像を運用フィールドのリアルタイムビューと同期する特別に開発されたアプリです。この開発は、Zittauの大学病院Leipzig（UKL）およびFraunhofer Institute for Macholosurgery of the Clinic of the Clinic of the Clinic of the Clinic of the Clinic of the Polycurinicとの間のコラボレーションの長年の研究開発作業の結果です。このアプリは、運用目標の位置を示すだけでなく、最適な、つまり最も穏やかなアクセスパスも示すことにより、外科医の「GPSシステム」として機能します。この形式のナビゲーション援助は、静的な画像データと外科医の空間的想像力に依存する以前の方法と比較して、大幅な改善です。

この新しいテクノロジーのもう1つの主要な利点は、手術器具をナビゲーションシステムに統合する可能性です。機器の位置をリアルタイムで正確に記録し、データメガネにそれらの表現を記録することにより、外科医はそれらをさらに具体的かつ安全に導くことができます。アプリによって可能になったこの現実的な時間表現は、エラーのリスクを最小限に抑え、外科医がその動きを正確に計画および実装できるようにします。さらに、ターゲット領域までの距離などの重要な追加情報は、情報の流れを最適化し、迅速で安全な反応を可能にする外科医の視野に直接示されています。これにより、介入の安全性が向上するだけでなく、手術時間を短縮する可能性もあり、患者と医療スタッフの緩和につながります。

リアルタイムの精度：脳神経外科の量子飛躍

研究グループで最も顕著な成果の1つは、システムのほとんど遅延のない運用準備です。 「脳神経外科の空間コンピューティングナビゲーションでの完全に自動化された登録により、私たちのチームは世界的な斬新さに成功しました」とPD博士は述べました。ハビル。フラウンホーファー・イウイの研究助手であり、UKLの研究グループ»伝説«の責任者であるロニー・グルナートは、熱心に報告しています。 「キャリブレーションと登録は1秒以内に完了し、機器の位置のリアルタイム検出へのナビゲーションが準備ができています。開発されたシステムは非常に直感的であり、GPS支援の使用に非常に近いものです。」この速度と直感は、手術室のワークフローを乱し、外科医に直感的で信頼できる航海補助具を提供するために重要です。

もう1つの重要な詳細は、ユーザー - システムのフレンドリーです。ユーザーインターフェイスは、医師向けの医師によって開発され、動作エラーを最小限に抑える重要な情報の表示に限定されています。クリアディスプレイロジックの例は、機器の先端の位置を示す緑色の十字線で、データメガネに示されているMRI画像に完全に統合されています。この明確で明確なプレゼンテーションは、外科医がエッセンシャルに集中することができるため、手術室でのシステムの受け入れと成功の決定的な要因です。

経済とアクセシビリティ：誰にとっても革命

技術的な革新に加えて、このプロジェクトのもう1つの中心的な側面は、経済とそれに関連するテクノロジーのアクセシビリティです。診療所での使用に適した従来のナビゲーションシステムは、多くの場合、脳神経外科で数十万ユーロの費用がかかりますが、開発グループは、価格が消費者エリアにある標準的なデータグラスに依存しています。 「これらのメガネは、脳神経外科用のコンピューター支援ナビゲーションシステムのほんの一部です」とGrunertは説明します。このコスト削減は、財政的に強力な医療システムや機関だけでなく、リソースが限られている国や地域にもテクノロジーにアクセスできるようにするための重要なステップです。この技術の民主化は、正確で穏やかな脳神経外科的治療の利点から利益を得ることができます。

楽器を取り上げ、その正確な位置決定を可能にするハンドピースの開発も、プロジェクトの重要な側面です。 Fraunhofer IWUで特別なマーカーが開発され、その幾何学とパターンはデータメガネによって認識されます。これらのマーカーは、ボール、立方体、他の体などのさまざまな形状で発生し、3次元空間の楽器の位置を捉えるのに役立ちます。プラスチック製のハンドピースは、3D印刷プロセスでZittauとLeipzigで製造されており、外科医のニーズに高い柔軟性と適応性を可能にします。

臨床診療への道：見通し

解剖学的モデルのトレーニングのための最初のパイロットコースは、2024年秋にUKLで行われました。このステップは、テクノロジーの臨床アプリケーションへの途中で重要なマイルストーンです。次のステップでは、チームはプロトタイプの完了に焦点を当て、欧州市場の医療機器規制（医療機器条例）に従って、またはアメリカの健康の規定に従って承認プロセスを経る必要があります。米国の権限FDA。目的は、約2年で患者のシステムを使用できるようにすることです。

脳神経外科用のARベースのナビゲーションシステムの開発は、技術の進歩であるだけでなく、医療行為のパラダイムシフトでもあります。リアルタイムの画像データ、正確な機器管理、経済的ソリューションの統合は、神経外科的治療を根本的に変化させ、より安全で正確でアクセスしやすくする可能性があります。 ARデータメガネなどの革新的なテクノロジーが手術室の標準の一部であるという未来のビジョンは、この開発のあらゆる段階で近づいています。これは、医師や外科医にとって新しい視点を開くだけでなく、特に治療の質の向上とより穏やかな介入から利益を得ることができる患者のために開かれます。この技術により、脳神経外科の将来は、精度と革新が密接に関連するエキサイティングな方向性を築きました。

に適し：

• ここではドイツがリーダーです: 拡張現実、拡張現実、仮想現実、複合現実などの XR テクノロジーを使用した「イテレーション メタバース」ソリューション
• 拡張現実と仮想現実 – 新しい次元へ