Procedimentos cirúrgicos com óculos de dados de realidade aumentada – O aplicativo combina imagens de ressonância magnética com a situação cirúrgica real

Revolução na neurocirurgia: óculos de dados de realidade aumentada como sistema de navegação na sala de cirurgia

A medicina está avançando inexoravelmente e um campo particularmente interessante é a integração da realidade aumentada (AR) na sala de cirurgia. Não se trata de ficção científica, mas de uma realidade que está ao nosso alcance e tem o potencial de tornar os procedimentos cirúrgicos mais seguros, mais precisos e mais suaves para os pacientes. A neurocirurgia em particular, um campo que exige a máxima precisão devido à complexidade do cérebro, beneficia significativamente destes avanços tecnológicos.

Uma abordagem promissora é o uso de óculos de dados que sobrepõem dados de imagens pré-operatórias, como imagens de ressonância magnética (RM), com o campo cirúrgico real em tempo real. Essa tecnologia permite ao cirurgião “ver através do corpo do paciente” e assim obter uma visão mais precisa da região a ser operada. Em contraste com os sistemas de navegação convencionais, que muitas vezes são volumosos e caros, os óculos de dados AR abrem uma nova dimensão de orientação espacial na sala de cirurgia. Isto é particularmente relevante em procedimentos onde o acesso ao campo cirúrgico é limitado, como cirurgias de tumores cerebrais realizadas através do nariz. O método minimamente invasivo é apoiado por uma melhor visualização através de óculos AR, resultando potencialmente em menos danos aos tecidos, tempos de recuperação mais curtos e complicações reduzidas.

O aplicativo como chave para uma navegação precisa

O coração desta tecnologia inovadora é um aplicativo especialmente desenvolvido que sincroniza a imagem de ressonância magnética criada antes da cirurgia com a visualização em tempo real do campo cirúrgico. Este desenvolvimento é o resultado de anos de trabalho de pesquisa e desenvolvimento em uma colaboração entre o grupo de pesquisa LEGEND da Clínica e Policlínica de Neurocirurgia do Hospital Universitário de Leipzig (UKL) e o Instituto Fraunhofer de Máquinas-Ferramentas e Tecnologia de Conformação IWU em Zittau. O aplicativo funciona como um “sistema GPS” para o cirurgião, mostrando não apenas a posição do alvo cirúrgico, mas também a via de acesso ideal, ou seja, a mais suave. Esta forma de auxílio à navegação é uma melhoria significativa em relação aos métodos anteriores que dependiam de dados de imagens estáticas e da imaginação espacial do cirurgião.

Outra vantagem significativa desta nova tecnologia é a capacidade de integrar instrumentos cirúrgicos no sistema de navegação. Ao registrar com precisão a posição dos instrumentos em tempo real e exibi-los nos óculos de dados, o cirurgião pode orientá-los com ainda mais precisão e segurança. Essa visualização em tempo real, possibilitada pelo aplicativo, minimiza o risco de erros e permite ao cirurgião planejar e implementar seus movimentos com precisão. Além disso, informações adicionais importantes, como a distância até a área alvo, são exibidas diretamente no campo de visão do cirurgião, otimizando o fluxo de informações e possibilitando uma reação rápida e segura. Isto não só aumenta a segurança do procedimento, mas também reduz potencialmente o tempo de operação, reduzindo a carga sobre o paciente e a equipe médica.

Precisão em tempo real: um salto quântico na neurocirurgia

Uma das conquistas mais notáveis ​​do grupo de pesquisa é a prontidão operacional quase instantânea do sistema. “Nossa equipe alcançou a primeira posição mundial com registro totalmente automatizado para navegação computacional espacial neurocirúrgica”, disse PD Dr. hábil. Ronny Grunert, pesquisador associado da Fraunhofer IWU e chefe do grupo de pesquisa “Legend” do UKL, relata com entusiasmo. “A calibração e o registro são concluídos em um segundo e a navegação para detecção em tempo real da posição do instrumento está pronta para começar. O sistema desenvolvido é muito intuitivo de usar e se aproxima muito do auxílio do GPS.” Essa velocidade e intuição são cruciais para não atrapalhar o fluxo de trabalho na sala de cirurgia e oferecer ao cirurgião um auxílio de navegação intuitivo e confiável.

Outro detalhe importante é a facilidade de uso do sistema. A interface do usuário foi desenvolvida por profissionais médicos para profissionais médicos e limita-se a exibir informações essenciais, minimizando assim erros operacionais. Um exemplo da lógica de exibição clara é uma mira verde que indica a posição da ponta do instrumento e está perfeitamente integrada na imagem de ressonância magnética exibida nos óculos inteligentes. Esta apresentação clara e concisa é um fator decisivo para a aceitação e sucesso do sistema na sala de cirurgia, pois os cirurgiões podem se concentrar no que é importante – o sucesso na execução da operação.

Economia e acessibilidade: uma revolução para todos

Além da inovação técnica, outro aspecto central deste projeto é a viabilidade económica e a acessibilidade associada da tecnologia. Embora os sistemas de navegação convencionais em neurocirurgia adequados para utilização em clínicas custem muitas vezes várias centenas de milhares de euros, o grupo de desenvolvimento depende de óculos de dados padrão cujos preços estão no setor de consumo. “Esses óculos custam uma fração do custo dos sistemas de navegação auxiliados por computador para neurocirurgia”, explica Grunert. Esta redução de custos é um passo crítico para tornar a tecnologia acessível não só a sistemas e instituições de saúde bem financiados, mas também a países e regiões com recursos limitados. Esta democratização da tecnologia significa que mais pacientes podem beneficiar dos benefícios do tratamento neurocirúrgico preciso e suave.

O desenvolvimento da peça de mão que segura os instrumentos e permite seu posicionamento preciso também é um aspecto importante do projeto. Marcadores especiais foram desenvolvidos na Fraunhofer IWU, cujas geometrias e padrões são reconhecidos pelos óculos de dados. Esses marcadores podem ter diferentes formatos, como esferas, cuboides ou outros corpos, e são usados ​​para registrar a posição dos instrumentos no espaço tridimensional. As peças de mão plásticas são fabricadas em Zittau e Leipzig por meio de impressão 3D, o que permite alto nível de flexibilidade e adaptabilidade às necessidades dos cirurgiões.

O caminho para a prática clínica: uma perspectiva

O primeiro curso piloto para formação no modelo anatômico ocorreu no UKL no outono de 2024. Esta etapa é um marco importante no caminho para a aplicação clínica da tecnologia. Na próxima etapa, a equipe se concentra na conclusão do protótipo, que então passa pelo processo de aprovação de acordo com o Regulamento de Dispositivos Médicos para o mercado europeu ou de acordo com os regulamentos da American Food and Drug Administration (FDA) para os EUA. O objetivo é poder usar o sistema em pacientes em cerca de dois anos.

O desenvolvimento de sistemas de navegação suportados por AR para neurocirurgia não é apenas um avanço tecnológico, mas também uma mudança de paradigma na prática médica. A integração de dados de imagem em tempo real, orientação precisa de instrumentos e soluções económicas tem o potencial de transformar fundamentalmente o tratamento neurocirúrgico, tornando-o mais seguro, mais preciso e mais acessível. A visão de um futuro em que tecnologias inovadoras, como óculos de dados AR, sejam padrão na sala de cirurgia, fica mais próxima a cada passo desse desenvolvimento. Isto não só abre novas perspectivas para médicos e cirurgiões, mas sobretudo para os pacientes, que podem beneficiar de uma melhor qualidade do tratamento e de um procedimento mais suave. O futuro da neurocirurgia tomou uma direção emocionante com esta tecnologia, onde a precisão e a inovação andam de mãos dadas.

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