Gepubliceerd op: 22 januari 2025 / UPDATE VAN: 22 januari 2025 - Auteur: Konrad Wolfenstein
De app voor neurochirurgische ruimtelijke navigatie op een modelkop. De operationele arts kan veilig zijn instrument uitvoeren dankzij de informatie (augmented reality) die wordt gevisualiseerd in standaard dataglazen en het risico op letsel voor patiënten-beeldmogelijkheden minimaliseren: Fraunhofer iwu
Al snel realiteit in de operatiekamer: standaard dataglazen voor 'navigatie' in neurochirurgische interventies
Revolutie in neurochirurgie: augmented reality -gegevensglazen als een navigatiesysteem in de operatiekamer
De geneeskunde vordert niet te stoppen en een bijzonder opwindend veld is de integratie van augmented reality (AR) in de operatiekamer. Dit gaat niet over science fiction, maar over een realiteit die binnen handbereik is en het potentieel heeft om chirurgische interventies te ontwerpen veilig, nauwkeurig en zachtaardig voor patiënten. In het bijzonder, neurochirurgie, een gebied dat de hoogste precisie vereist vanwege de complexiteit van de hersenen, profiteert aanzienlijk van deze technologische vooruitgang.
Een veelbelovende aanpak is het gebruik van gegevensglazen die overlappen in realtime preoperatieve beeldgegevens, zoals van Magnetic Resonance Imaging (MRI). Deze technologie stelt de chirurg in staat om het lichaam van de patiënt "door het lichaam" te zien en dus een meer gedetailleerd inzicht in de regio te krijgen. In tegenstelling tot conventionele navigatiesystemen, die vaak omvangrijk en duur zijn, openen AR -gegevensglazen een nieuwe dimensie van ruimtelijke oriëntatie in de operatiekamer. Dit is met name relevant voor interventies waarin de toegang tot het chirurgische veld beperkt is, zoals de operaties van hersentumoren die plaatsvinden over de neus. De minimaal invasieve methode wordt ondersteund door de verbeterde visualisatie door AR -bril, wat mogelijk kan leiden tot lagere weefselschade, kortere hersteltijden en verminderde complicaties.
De app als de sleutel tot precieze navigatie
- Het gezichtsveld van de operator: de echte operatiekamer is te zien in de bril. Individuele patiëntgegevens '' plaatsen 'op het echte hoofd - Afbeelding: Fraunhofer iwu
- Het handstuk voor chirurgische instrumenten ontwikkeld en 3D gedrukt op Fraunhofer iwu in Zittau bevat markergeometrieën die worden herkend door de gegevensglazen-afbeelding: Fraunhofer iwu
Het hart van deze innovatieve technologie is een speciaal ontwikkelde app die de MRI-afbeelding synchroniseert die vóór de operatie is gemaakt met de realtime weergave van het bedrijfsveld. Deze ontwikkeling is het resultaat van jarenlange onderzoeks- en ontwikkelingswerk van samenwerking tussen de onderzoeksgroeplegende van de kliniek en polyclinic voor neurochirurgie van het universitair ziekenhuis Leipzig (UKL) en het Fraunhofer Institute for Machine Tools and Reforming Technology IWU in Zittau. De app fungeert als een "GPS -systeem" voor de chirurg door niet alleen de positie van het werkdoel aan te geven, maar ook het optimale, d.w.z. zachtste, toegangspad. Deze vorm van navigatiehulp is een significante verbetering in vergelijking met eerdere methoden die afhankelijk zijn van statische beeldgegevens en de ruimtelijke verbeelding van de chirurg.
Een ander groot voordeel van deze nieuwe technologie is de mogelijkheid om chirurgische instrumenten in het navigatiesysteem te integreren. Door precies de positie van de instrumenten in realtime en hun weergave in gegevensglazen op te nemen, kan de chirurg hen nog specifiek en veilig meer leiden. Deze real -time representatie, die door de app mogelijk wordt gemaakt, minimaliseert het risico van fouten en stelt de chirurg in staat om zijn bewegingen precies te plannen en te implementeren. Bovendien wordt belangrijke aanvullende informatie, zoals de afstand tot het doelgebied, direct weergegeven in het gezichtsveld van de chirurg, wat de informatiestroom optimaliseert en een snelle en veilige reactie mogelijk maakt. Dit verhoogt niet alleen de veiligheid van de interventie, maar verkort ook mogelijk de operatietijd, wat leidt tot verlichting voor de patiënt en het medische personeel.
Precisie in realtime: een kwantumsprong in neurochirurgie
Een van de meest opmerkelijke prestaties in de onderzoeksgroep is de bijna vertragingsvrije operationele gereedheid van het systeem. "Met een volledig geautomatiseerde registratie bij de neurochirurgische ruimtelijke computernavigatie, is ons team erin geslaagd in een wereldwijde nieuwigheid", zei PD Dr. Habil. Ronny Grunert, de onderzoeksassistent bij Fraunhofer Iwu en hoofd van de onderzoeksgroep »legende« bij de UKL, meldt enthousiast. "De kalibratie en registratie worden binnen een seconde voltooid en navigatie naar realtime detectie van de instrumentenpositie klaar. Deze snelheid en intuïtie zijn cruciaal om de werkstroom in de operatiekamer niet te verstoren en de chirurgen een intuïtieve en betrouwbare navigatiehulpmiddelen te bieden.
Een ander belangrijk detail is de gebruiker -vriendelijkheid van het systeem. De gebruikersinterface is ontwikkeld door artsen voor artsen en is beperkt tot de weergave van de essentiële informatie, die bedrijfsfouten minimaliseert. Een voorbeeld van de doorzichtige display -logica is een groenkruiskruis dat de positie van de instrumentpunt toont en perfect is geïntegreerd in het MRI -beeld, dat wordt weergegeven in de gegevensglazen. Deze duidelijke en duidelijke presentatie is een beslissende factor voor acceptatie en succes van het systeem in de operatiekamer, omdat de chirurgen zich kunnen concentreren op de essentie - de succesvolle implementatie van de operatie.
Economie en toegankelijkheid: een revolutie voor iedereen
Naast de technische innovatie is een ander centraal aspect van dit project de economie en de bijbehorende toegankelijkheid van de technologie. Hoewel conventionele navigatiesystemen die geschikt zijn voor gebruik in klinieken vaak enkele honderdduizenden euro's in neurochirurgie kosten, vertrouwt de ontwikkelingsgroep op standaardgegevensbril waarvan de prijzen zich in het consumentengebied bevinden. "Deze glazen kosten een fractie van computer -aided navigatiesystemen voor neurochirurgie", legt Grunert uit. Deze kostenreductie is een cruciale stap om de technologie niet alleen toegankelijk te maken voor financieel sterke gezondheidssystemen en instellingen, maar ook in landen en regio's met beperkte middelen. Deze democratisering van technologie kan profiteren van de voordelen van precieze en zachte neurochirurgische behandeling.
De ontwikkeling van het handstuk dat de instrumenten opneemt en de exacte positie -bepaling mogelijk maakt, is ook een belangrijk aspect van het project. Speciale markers werden ontwikkeld bij Fraunhofer IWU, de geometrieën en patronen waarvan de gegevensglazen worden herkend. Deze markers kunnen voorkomen in verschillende vormen zoals ballen, kubus of andere lichamen en dienen om de positie van instrumenten in de drie -dimensionale ruimte vast te leggen. De plastic handstukken worden vervaardigd in Zittau en Leipzig in het 3D -printproces, dat een hoge flexibiliteit en aanpassingsvermogen aan de behoeften van de chirurgen mogelijk maakt.
De weg naar de klinische praktijk: een vooruitzichten
De eerste pilotcursus voor training op het anatomische model vond plaats in de herfst 2024 bij de UKL. Deze stap is een belangrijke mijlpaal op weg naar de klinische toepassing van de technologie. In de volgende stap richt het team zich op de voltooiing van het prototype, dat vervolgens het goedkeuringsproces moet doorlopen in overeenstemming met de verordening voor medische hulpmiddelen (verordening voor medische hulpmiddelen) voor de Europese markt of in overeenstemming met de bepalingen van de Amerikaanse gezondheidsautoriteit FDA voor de VS. Het doel is om het systeem over ongeveer twee jaar bij de patiënt te kunnen gebruiken.
De ontwikkeling van op AR gebaseerde navigatiesystemen voor neurochirurgie is niet alleen een technologische vooruitgang, maar ook een paradigmaverschuiving in de medische praktijk. De integratie van realtime beeldgegevens, precieze instrumentenbeheer en economische oplossingen kan de neurochirurgische behandeling fundamenteel veranderen en hen veiliger, nauwkeurig en toegankelijk maken. De visie van een toekomst waarin innovatieve technologieën zoals AR -gegevensglazen deel uitmaken van de standaard in de operatiekamer nadert bij elke stap van deze ontwikkeling. Dit opent niet alleen nieuwe perspectieven voor artsen en chirurgen, maar vooral voor patiënten die kunnen profiteren van een verbeterde kwaliteit van behandeling en zachtere interventies. Met deze technologie heeft de toekomst van neurochirurgie een opwindende richting genomen waarin precisie en innovatie hand in hand gaan.
Geschikt hiervoor: