Хируршке процедуре коришћењем наочара за проширену стварност – Апликација комбинује МРИ слике са стварном хируршком ситуацијом

Револуција у неурохирургији: Наочаре за податке са проширеном стварношћу као навигациони систем у операционој сали

Медицина неуморно напредује, а једно посебно узбудљиво подручје је интеграција проширене стварности (AR) у операциону салу. Ово није научна фантастика, већ стварност која постаје све опипљивија и има потенцијал да хируршке процедуре учини безбеднијим, прецизнијим и мање инвазивним за пацијенте. Неурохирургија, посебно област која захтева највећу прецизност због сложености мозга, значајно користи од ових технолошких достигнућа.

Обећавајући приступ је употреба паметних наочара које преклапају преоперативне податке о сликама, као што су подаци са магнетне резонанце (МРИ), на стварно хируршко поље у реалном времену. Ова технологија омогућава хирургу да виртуелно „види кроз“ тело пацијента, чиме добија прецизнији поглед на регион који ће се оперисати. За разлику од конвенционалних навигационих система, који су често гломазни и скупи, AR паметне наочаре отварају нову димензију просторне оријентације у операционој сали. Ово је посебно релевантно за процедуре где је приступ хируршком пољу ограничен, као што је уклањање тумора мозга преко носа. Минимално инвазивну технику подржава побољшана визуелизација коју пружају AR наочаре, што потенцијално доводи до мањег оштећења ткива, краћег времена опоравка и смањења компликација.

Апликација као кључ за прецизну навигацију

У сржи ове иновативне технологије је специјално развијена апликација која синхронизује МРИ слику добијену пре операције са приказом хируршког поља у реалном времену. Овај развој је резултат вишегодишњег истраживања и развоја у сарадњи између истраживачке групе LEGEND на Одељењу за неурохирургију Универзитетске болнице у Лајпцигу (UKL) и Фраунхофер института за машинске алате и технологију обликовања IWU у Цитау. Апликација у суштини функционише као „GPS систем“ за хирурга, приказујући не само положај хируршке мете већ и оптималну, тј. најмање инвазивну, руту приступа. Овај облик навигационе помоћи представља значајно побољшање у односу на претходне методе које су се ослањале на статичке податке слике и просторно резоновање хирурга.

Још једна значајна предност ове нове технологије је могућност интеграције хируршких инструмената у навигациони систем. Прецизним праћењем положаја инструмената у реалном времену и њиховим приказивањем у паметним наочарима, хирург их може водити са још већом прецизношћу и безбедношћу. Овај приказ у реалном времену, који омогућава апликација, минимизира ризик од грешака и омогућава хирургу да планира и извршава покрете са прецизношћу. Штавише, кључне додатне информације, као што је удаљеност до циљног подручја, приказују се директно у видном пољу хирурга, оптимизујући проток информација и омогућавајући брз и безбедан одговор. Ово не само да повећава безбедност процедуре већ и потенцијално смањује време рада, чиме се растерећује и пацијент и медицинско особље.

Прецизност у реалном времену: Квантни скок у неурохирургији

Једно од најзначајнијих достигнућа истраживачке групе је практично тренутна оперативна спремност система. „Наш тим је постигао светски први пут потпуно аутоматизовану регистрацију за неурохируршку просторну рачунарску навигацију“, са ентузијазмом извештава др Рони Грунерт, истраживачки сарадник на Фраунхофер ИВУ и шеф истраживачке групе „Легенда“ на УКЛ-у. „Калибрација и регистрација се завршавају у року од секунде, а навигација за детекцију положаја инструмента у реалном времену је спремна за рад. Развијени систем је веома интуитиван за коришћење и веома подсећа на ГПС помоћ.“ Ова брзина и интуитивност су кључне за одржавање тока рада у операционој сали и пружање хирурзима интуитивне и поуздане навигационе помоћи.

Још један важан детаљ је једноставност коришћења система. Кориснички интерфејс су развили лекари за лекаре и ограничен је на приказивање битних информација, чиме се минимизирају грешке у раду. Пример јасне логике приказа је зелени крст који означава положај врха инструмента и савршено је интегрисан у МРИ слику приказану у паметним наочарима. Ова јасна и концизна презентација је кључни фактор за прихватање и успех система у операционој сали, јер омогућава хирурзима да се фокусирају на оно што је најважније – успешно извршење операције.

Ефикасност и приступачност: Револуција за све

Поред техничке иновације, још један кључни аспект овог пројекта је економска исплативост и резултујућа приступачност технологије. Док конвенционални навигациони системи погодни за употребу у болницама често коштају неколико стотина хиљада евра у неурохирургији, развојна група се фокусира на стандардне паметне наочаре по цени на нивоу потрошача. „Ове наочаре коштају само делић рачунарски потпомогнутих навигационих система за неурохирургију“, објашњава Грунерт. Ово смањење трошкова је кључни корак у томе да технологија буде доступна не само добро финансираним здравственим системима и институцијама, већ и земљама и регионима са ограниченим ресурсима. Ова демократизација технологије ће омогућити већем броју пацијената да имају користи од прецизног и минимално инвазивног неурохируршког лечења.

Развој ручног наставка, која држи инструменте и омогућава њихово прецизно позиционирање, такође је кључни аспект пројекта. На Универзитету Фраунхофер ИВУ развијени су посебни маркери чије геометрије и обрасце препознају паметне наочаре. Ови маркери могу имати различите облике, као што су сфере, кубоиди или други облици, и служе за одређивање положаја инструмената у тродимензионалном простору. Пластичне ручне наставке се производе 3Д штампањем у Цитауу и Лајпцигу, што омогућава висок степен флексибилности и прилагодљивости потребама хирурга.

Пут до клиничке праксе: Изглед

Први пилот курс за обуку на анатомском моделу одржан је у Универзитетској болници у Лајпцигу (UKL) у јесен 2024. године. Овај корак је важна прекретница на путу ка клиничкој примени технологије. Следећи фокус тима је на завршетку прототипа, који ће потом морати да прође процес одобравања у складу са Регулацијом о медицинским уређајима (MDR) за европско тржиште и прописима Америчке агенције за храну и лекове (FDA) за САД. Циљ је да се систем може користити на пацијентима за отприлике две године.

Развој навигационих система заснованих на проширеној стварности (AR) за неурохирургију није само технолошки напредак, већ и парадигматска промена у медицинској пракси. Интеграција података о сликама у реалном времену, прецизно вођење инструмената и исплатива решења има потенцијал да фундаментално трансформише неурохируршко лечење, чинећи га безбеднијим, прецизнијим и приступачнијим. Са сваким кораком овог развоја, визија будућности у којој су иновативне технологије попут AR паметних наочара стандард у операционој сали све је ближа. Ово отвара нове перспективе не само за лекаре и хирурге, већ, пре свега, за пацијенте, који могу имати користи од побољшаног квалитета лечења и мање инвазивних процедура. Са овом технологијом, будућност неурохирургије је кренула у узбудљивом правцу, где прецизност и иновација иду руку под руку.

У вези са овим:

• Немачка је лидер у овој области: решења „Iteration Metaverse“ са XR технологијама као што су проширена, проширена, виртуелна и мешовита стварност
• Проширена и виртуелна стварност – у нову димензију