用于模型头部神经外科空间导航的应用程序。借助标准数据眼镜中可视化的真实和虚拟增强信息（增强现实），手术医生可以安全地引导他的仪器并最大限度地减少患者受伤的风险 - 图片：Fraunhofer IWU
手术室很快就会成为现实：在神经外科手术过程中用于“导航”的标准数据眼镜
神经外科革命：增强现实数据眼镜作为手术室的导航系统
医学正在不断进步，一个特别令人兴奋的领域是将增强现实 (AR) 集成到手术室中。这不是科幻小说，而是触手可及的现实，有可能使手术过程对患者来说更安全、更精确、更温和。特别是神经外科，由于大脑的复杂性而需要最高精度的领域，从这些技术进步中受益匪浅。
一种有希望的方法是使用实时术前图像数据重叠的数据玻璃，例如磁共振成像（MRI）。该技术使外科医生能够看到患者的身体“通过身体”，从而对要操作的区域有了更详细的了解。与通常笨重且昂贵的常规导航系统相反，AR数据玻璃打开了手术室中空间取向的新维度。这与进入手术场受到限制的干预措施尤其重要，例如鼻子上发生的脑肿瘤的手术。 AR玻璃杯的可视化改进支持了最小的侵入性方法，这可能会导致组织损伤降低，恢复时间较短和并发症减少。
应用程序是精准导航的关键
这项创新技术的核心是一个专门开发的应用程序，可将操作前创建的MRI图像与操作领域的实时视图同步。这一发展是诊所的研究小组传奇与莱比锡大学医院神经外科多诊所之间的合作研究和发展工作的结果。该应用程序不仅可以指示操作目标的位置，而且还可以作为最佳（即最温和的访问路径）充当外科医生的“ GPS系统”。与以前依赖静态图像数据和外科医生的空间想象的方法相比，这种导航辅助形式是一种重大改进。
这项新技术的另一个显着优势是能够将手术器械集成到导航系统中。通过实时精确记录器械的位置并将其显示在数据眼镜中，外科医生可以更加精确、安全地引导它们。这种由应用程序支持的实时可视化可以最大限度地减少错误风险，并允许外科医生精确地计划和实施他的动作。此外，重要的附加信息，例如到目标区域的距离，直接显示在外科医生的视野中，优化信息流并实现快速、安全的反应。这不仅增加了手术的安全性，还潜在地缩短了手术时间，减轻了患者和医护人员的负担。
实时精确度：神经外科的巨大飞跃
研究小组中最显着的成就之一是系统的几乎无延迟的操作准备就绪。 PD博士说：“通过在神经外科空间计算导航中进行全自动注册，我们的团队在全球范围内取得了成功。”哈比尔。 Fraunhofer Iwu的研究助理，UKL的研究小组负责人Ronny Grunert热情地报道。 “校准和注册已在第二秒内完成，并且可以实时检测仪器位置的导航。开发的系统非常直观，并且非常接近GPS援助。”这种速度和直觉至关重要，以免打扰手术室的工作流程并为外科医生提供直观且可靠的导航援助。
另一个重要的细节是系统的用户友好性。用户界面是由医疗专业人员为医疗专业人员开发的，仅限于显示基本信息，从而最大限度地减少操作错误。清晰显示逻辑的一个例子是绿色十字准线，它指示仪器尖端的位置，并完美地集成到智能眼镜中显示的 MRI 图像中。这种清晰简洁的演示是系统在手术室中获得接受和成功的决定性因素，因为外科医生可以专注于重要的事情 - 手术的成功执行。
经济与可及性：一场全民革命
除技术创新外，该项目的另一个核心方面是该技术的经济和相关的可访问性。尽管适用于诊所使用的常规导航系统通常在神经外科手术中花费数十万欧元，但开发小组依靠其价格位于消费者地区的标准数据玻璃。 Grunert解释说：“这些眼镜花费了一小部分用于神经外科手术的计算机辅助导航系统。”降低成本是至关重要的一步，它不仅使财务强大的卫生系统和机构都可以使用该技术，而且还可以在资源有限的国家和地区使用。技术的民主化可以从精确和温和的神经外科治疗的优势中受益。
开发用于固定仪器并使其能够精确定位的手机也是该项目的一个重要方面。 Fraunhofer IWU 开发了特殊标记，数据眼镜可以识别其几何形状和图案。这些标记可以有不同的形状，例如球体、长方体或其他物体，用于记录仪器在三维空间中的位置。这些塑料手机在齐陶和莱比锡采用 3D 打印技术制造，具有高度的灵活性和适应性，能够满足外科医生的需求。
临床实践之路：展望
首个解剖模型培训试点课程于 2024 年秋季在 UKL 举办。这一步是该技术走向临床应用之路上的一个重要里程碑。下一步，团队重点完成原型，然后根据欧洲市场的医疗器械法规或美国食品药品监督管理局（FDA）的法规进行审批流程。美国。目标是在大约两年内能够在患者身上使用该系统。
支持 AR 的神经外科导航系统的开发不仅是技术进步，也是医疗实践的范式转变。实时图像数据、精确的仪器引导和经济的解决方案的集成有可能从根本上改变神经外科治疗，使其更安全、更精确、更容易获得。随着这一发展的每一步，AR数据眼镜等创新技术成为手术室标准配置的未来愿景越来越近。这不仅为医生和外科医生开辟了新的视角，而且最重要的是为患者开辟了新的视角，患者可以从改善的治疗质量和更温和的手术中受益。神经外科的未来已经通过这项技术朝着令人兴奋的方向发展，精度和创新齐头并进。
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