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

脳神経外科の革命: 手術室のナビゲーション システムとしての拡張現実データ グラス

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、磁気共鳴画像法 (MRI) などの術前画像データと実際の手術野をリアルタイムで重ね合わせるデータ グラスの使用です。この技術により、外科医は「患者の体を通して見る」ことができ、手術部位をより正確に把握できるようになります。かさばって高価なことが多い従来のナビゲーション システムとは対照的に、AR データ グラスは手術室の空間方向の新しい次元を切り開きます。これは、鼻から行われる脳腫瘍手術など、手術野へのアクセスが制限されている手術に特に関係します。この低侵襲法は AR グラスによる視覚化の向上によってサポートされており、その結果、組織損傷が減り、回復時間が短縮され、合併症が軽減される可能性があります。

正確なナビゲーションの鍵となるアプリ

この革新的なテクノロジーの中心となるのは、手術前に作成された MRI 画像と手術野のリアルタイム ビューを同期させる特別に開発されたアプリです。この開発は、ライプツィヒ大学病院 (UKL) の脳神経外科クリニックおよびポリクリニックの LEGEND 研究グループとツィッタウのフラウンホーファー工作機械および成形技術研究所 IWU との長年にわたる研究開発作業の成果です。このアプリは外科医にとって「GPS システム」として機能し、手術対象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 ルートも示します。この形式のナビゲーション支援は、静止画像データと外科医の空間想像力に依存していた以前の方法に比べて大幅に改善されています。

この新しいテクノロジーのもう 1 つの大きな利点は、手術器具をナビゲーション システムに統合できることです。器具の位置をリアルタイムで正確に記録し、データグラスに表示することで、外科医はさらに正確かつ安全に器具を誘導できるようになります。アプリによって実現されるこのリアルタイムの視覚化により、エラーのリスクが最小限に抑えられ、外科医は自分の動きを正確に計画して実行できるようになります。さらに、標的領域までの距離などの重要な追加情報が外科医の視野に直接表示されるため、情報の流れが最適化され、迅速かつ安全な反応が可能になります。これにより、手術の安全性が高まるだけでなく、手術時間が短縮され、患者と医療スタッフの負担が軽減される可能性があります。

リアルタイムの精度: 脳神経外科における飛躍的な進歩

研究グループの最も注目すべき成果の 1 つは、システムの運用準備がほぼ瞬時に完了したことです。 「私たちのチームは、脳神経外科の空間コンピューティング ナビゲーションのための完全に自動化された登録を世界で初めて達成しました」と PD 博士は述べています。ハビル。フラウンホーファー IWU の研究員であり、UKL の「レジェンド」研究グループの責任者であるロニー・グルナート氏が熱心に報告します。 「校正と登録は 1 秒以内に完了し、機器の位置をリアルタイムに検出するためのナビゲーションを開始する準備が整います。開発されたシステムは非常に直感的に使用でき、GPS 支援に非常に近いものになっています。このスピードと直感は、手術室のワークフローを中断せず、外科医に直感的で信頼性の高いナビゲーション支援を提供するために非常に重要です。」

もう 1 つの重要な点は、システムの使いやすさです。ユーザーインターフェースは医療従事者が医療従事者のために開発したもので、必要な情報のみを表示することで操作ミスを最小限に抑えます。明確な表示ロジックの例としては、機器の先端の位置を示す緑色の十字線があり、スマート グラスに表示される MRI 画像に完全に統合されています。この明確で簡潔なプレゼンテーションは、外科医が重要なこと、つまり手術の成功に集中できるため、手術室でシステムが受け入れられ、成功するための決定的な要素となります。

経済とアクセシビリティ: すべての人のための革命

技術革新に加えて、このプロジェクトのもう 1 つの中心的な側面は、経済的な実行可能性と、それに関連するテクノロジーの利用可能性です。診療所での使用に適した脳神経外科用の従来のナビゲーション システムは、多くの場合数十万ユーロの費用がかかりますが、開発グループは消費者向けの価格の標準的なデータ グラスに依存しています。 「これらのメガネのコストは、脳神経外科用のコンピュータ支援ナビゲーション システムの数分の一です」とグルナート氏は説明します。このコスト削減は、資金が潤沢な医療制度や医療機関だけでなく、資源が限られている国や地域でもこの技術を利用できるようにするための重要なステップです。このテクノロジーの民主化は、より多くの患者が正確で優しい神経外科治療の恩恵を受けることができることを意味します。

器具を保持し、正確な位置決めを可能にするハンドピースの開発も、このプロジェクトの重要な側面です。フラウンホーファー IWU で特別なマーカーが開発され、その形状とパターンがデータ グラスによって認識されます。これらのマーカーは、球、直方体、その他の物体など、さまざまな形で提供され、3 次元空間での機器の位置を記録するために使用されます。プラスチック製のハンドピースは 3D プリンティングを使用してツィッタウとライプツィヒで製造されており、外科医のニーズに対する高いレベルの柔軟性と適応性を実現しています。

臨床実践への道: 展望

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 で開催されました。このステップは、テクノロジーの臨床応用への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成に焦点を当てます。その後、ヨーロッパ市場の医療機器規制に従って、または米国食品医薬品局 (FDA) の規制に従って承認プロセスを通過する必要があります。アメリカ。目標は、約 2 年以内にこのシステムを患者に使用できるようにすることです。

脳神経外科用の AR サポート 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、医療現場におけるパラダイム シフトでもあります。リアルタイムの画像データ、正確な器具のガイダンス、および経済的なソリューションの統合は、脳神経外科治療を根本的に変革し、より安全で、より正確で、よりアクセスしやすいものにする可能性を秘めています。 AR データグラスなどの革新的なテクノロジーが手術室で標準となる未来のビジョンは、この開発の各段階で近づいています。これは医師や外科医に新たな視点をもたらすだけでなく、何よりも患者にとって、治療の質の向上とより優しい処置から恩恵を受けることができます。脳外科の未来は、精度と革新性が密接に関係するこのテクノロジーによってエキサイティングな方向へ進みました。

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