В серии процедур, выполненных командой в Имперском колледже Лондона в Больнице Св. Марии, исследователи показали впервые, как хирурги могут использовать наушники Microsoft HoloLens, воздействуя на пациентов, переносящих восстановительную операцию нижней конечности.HoloLens – отдельные компьютерные наушники, которые погружают владельца в ‘смешанную действительность’, позволяя им взаимодействовать с ‘голограммами’ – машинно-генерируемые объекты, сделанные видимыми через щиток.
В Великобритании наушники в настоящее время только доступны разработчикам.Имперская команда использовала технологию, чтобы наложить изображения снимков компьютерной томографии – включая положение костей и ключевых кровеносных сосудов – на ногу каждого пациента, в действительности позволяя хирургу ‘видеть через’ конечность во время операции.По данным команды trialling технология, подход может помочь хирургам определить местонахождение и повторно подключить ключевые кровеносные сосуды во время восстановительной операции, которая могла улучшить результаты для пациентов.«Мы – одна из первых групп в мире, которые будут использовать HoloLens успешно в операционной», сказал доктор Филип Пратт, Научный сотрудник в Отделе Хирургии & Рака и ведущего автора исследования, опубликованного в европейской Экспериментальной Рентгенологии. «Через эту начальную серию терпеливых случаев мы показали, что технология практична, и что это может предоставить преимущество для операционной бригады.
С HoloLens Вы смотрите на ногу и по существу видите в нем. Вы видите кости, курс кровеносных сосудов, и можете определить точно, где цели расположены».После автокатастрофы или тяжелой травмы, пациенты могут иметь повреждение ткани или открыть раны, которые нуждаются в восстановительной операции, используя fasciocutaneous откидные створки.
Эти откидные створки ткани, которые взяты откуда-либо на теле и включают кожу и кровеносные сосуды, используются, чтобы покрыть рану и позволить ему закрыться и зажить правильно.Жизненный шаг в процессе соединяет кровеносные сосуды ‘новой’ ткани с теми на месте раны, таким образом, окисленная кровь может достигнуть новой ткани и поддержать ее.Стандартный подход для этого элемента восстановительной хирургии был использованием переносного сканера, который использует ультразвук, чтобы определить кровеносные сосуды под кожей, обнаруживая движение крови, пульсирующей через них, позволяя хирургу приблизиться, где суда и их курс через ткань.«Дополненная реальность предлагает новый способ найти эти кровеносные сосуды под кожей точно и быстро накладывая изображения просмотра на пациента во время операции», объяснил доктор Пратт.
Создание моделиВ процедурах, привыкших к испытанию технология, пять пациентов, нуждающихся в восстановительной операции на их ногах, подверглись снимкам компьютерной томографии, чтобы нанести на карту структуру конечности, включая положение костей и местоположения и курса кровеносных сосудов.Изображения от просмотров были тогда сегментированы в кость, мышцу, жировую ткань и кровеносные сосуды доктором Димитри Амирасом, радиологом консультанта в Imperial College Healthcare NHS Trust (ICHNT), и загружены в посредническое программное обеспечение, чтобы создать 3D модели ноги.
Эти модели были тогда поданы в специально разработанное программное обеспечение, которое отдает изображения для наушников HoloLens, которые в свою очередь накладывают модель на то, что хирург видит в операционной. Клинические сотрудники в состоянии управлять этими изображениями AR посредством ручных жестов, чтобы внести любые точные корректировки и правильно выровнять модель с хирургическими ориентирами на конечностях пациента, таких как кость коленного сустава или лодыжки.Доктор Амирас сказал: «Больница Св. Марии – крупнейший травматологический центр, давая нам возможность попытаться улучшить дооперационное планирование восстановительных откидных створок.
Со временем протокол просмотра был оптимизирован, чтобы дать превосходные изображения анатомии, однако, сначала мы должны были полагаться на грубые измерения анатомических ориентиров, взятых от 3D реконструкций CT, чтобы вести хирургию.«Теперь, используя HoloLens, мы можем определить, где кровеносные сосуды находятся в 3D космосе и используют виртуальные 3D стрелы, чтобы вести хирурга. В настоящее время подготовка к данным – трудоемкий процесс, но в будущем большая часть этого могла быть автоматизирована с радиологом консультанта, проверяющим точность модели против оригинального просмотра.
Я думаю, что это – яркий пример того, что может быть достигнуто в Академическом Центре Медицинской науки».Точка зрения хирурга
Г-н Джон Симмонс, пластичный и восстановительный хирург в ICHNT, возглавил команду, которая выполнила процедуры, используя наушники HoloLens и модели дополненной реальности. Случаи колебались от 41-летнего человека, который получил ранения ноги во время автокатастрофы 85-летней женщине со сломанной лодыжкой комплекса. Операционные бригады сообщили, что HoloLens был мощным инструментом в театре с подходом, являющимся более надежным и менее отнимающим много времени, чем метод ультразвука расположения кровеносных сосудов.«У применения технологии AR в операционной есть некоторые действительно захватывающие возможности», сказал г-н Симмонс. «Это могло помочь упростить и улучшить точность некоторых элементов восстановительных процедур.
В то время как технология не может заменить умение и опыт клинической команды, это могло потенциально помочь уменьшить время, которое пациент проводит под анестезирующим средством, и сократите прибыль для ошибки. Мы надеемся, что это позволит нам предоставлять более сделанные на заказ хирургические решения для отдельных пациентов».Группа подчеркивает несколько ограничений с технологией, которая могла включать ошибки во время стадий моделирования, а также потенциала для наложенной модели, чтобы быть разрегулированной.
Кроме того, тематические исследования до сих пор были основаны на ноге, у которой есть много явно видимых хирургических ‘ориентиров’, таких как лодыжка или колено. Области без этих твердых ориентиров, таких как живот, могут быть более сложными с большим потенциалом для движения кровеносных сосудов.
Однако исследователи уверены, что, когда-то усовершенствованный, подход мог быть применен к другим областям восстановительной хирургии, требующей откидных створок ткани, таких как пластика молочной железы после мастэктомии. Следующие шаги включают trialling технология в большую компанию пациентов с процедурами, выполненными командами в многократных центрах.
Доктор Пратт добавил: «В будущем мы надеемся автоматизировать процесс далее. Мы можем использовать программное обеспечение, чтобы улучшить выравнивание и приложим маркеры к пациенту, когда у них есть просмотр с тем же самым подарком маркеров во время операции, чтобы использовать в качестве дополнительных ориентиров.
Есть много областей, которые мы хотели бы исследовать, и дальнейшее совершенствование необходимо, но маленькое описание серии случаев показало, что для восстановительной хирургии, это, кажется, ценный инструмент в операционной».