Несмотря на встряску OpenAI, дополненная реальность меняет правила игры, говорят нейрохирурги

компьютерные изображения, такие как МРТ или КТ, с интраоперационной визуализацией операционного поля, по сути объединяющие виртуальный и физический миры.

Гетти

Со всей встряской вокруг ОпенАИ За последнюю неделю многие стали обеспокоены масштабным влиянием, которое это может оказать на сферу медицины, особенно в отношении таких инноваций, как дополненная реальность для хирургических процедур. АР все еще обещает произвести революцию подход к сложным хирургическим процедурам за счет повышения точности, эффективности и аккуратности в операционной. Это может привести к меньшему количеству ошибок, лучшим результатам и улучшению качества жизни пациентов, страдающих заболеваниями позвоночника, опухолями головного мозга и множеством других заболеваний.

Когда доктор Тимоти Уитэм, профессор нейрохирургии и ортопедической хирургии Медицинского факультета Университета Джонса Хопкинса, провел первую в США операцию на позвоночнике с помощью хирургической навигации дополненной реальности в июне 2020 года, он уже выполнил тысячи успешных операций на позвоночнике с отличными результатами. результаты. Будучи директором нейрохирургической лаборатории спинального спондилодеза Университета Джонса Хопкинса, доктор Уитэм рассматривал ARSN как «возможность обеспечить еще лучший и более точный уход за моими пациентами».

ARSN объединяет компьютерные изображения, такие как МРТ или КТ, с интраоперационной визуализацией операционного поля, по сути объединяя виртуальный и физический миры. AR накладывает изображения на вид пациента, который видит хирург, что обеспечивает хирургу обратную связь в режиме реального времени о точных анатомических местоположениях. Без ARSN пациент и хирургическая бригада могут подвергаться повышенному воздействию радиации, поскольку хирургу, возможно, придется периодически останавливать операцию, чтобы сделать компьютерную томографию или рентгеноскопические изображения для руководства процедурой.

AR ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ОПЕРАЦИИ

Существует множество способов интеграции AR в хирургическую практику. Хирурги могут использовать AR для просмотра трехмерной модели анатомии пациента для подготовки к операции. Могут быть рассмотрены решения относительно места выполнения разрезов, размера разреза и потенциальных проблем, которые могут возникнуть во время операции.

Доктор Саймон Ханфт, руководитель отделения нейрохирургической онкологии в WMCHealth, заявил: «Дополненная реальность призвана улучшить наш подход к хирургии опухолей головного мозга. Он обеспечивает невероятно детализированную трехмерную смоделированную среду, в которой мы можем практиковать наш подход к работе. Это выходит далеко за рамки просмотра традиционных МРТ и продумывания операции».

AR также является отличным инструментом для моделирования хирургической среды для студентов-медиков и ординаторов, позволяющих получить навыки хирургических процедур перед участием в реальных операциях с AR или без нее.

АР во время операции

Во время самой операции хирург носит гарнитуру, известную как головной дисплей, похожую на ту, что носит пилот-истребитель. Гарнитура удобна, хорошо продумана, ее легко надевать и снимать. Он весит около двух фунтов, поэтому не создает огромной нагрузки на голову и шею хирурга. Некоторые формы дополненной реальности интегрируют изображения на дисплей микроскопа, который хирург использует во время процедуры.

Подобно врачам и страховые компании использование искусственного интеллекта должно сообщать об этом пациентам, хирурги, использующие AR, также должны раскрывать эту информацию, и именно это доктор Уитэм делает каждый раз, когда он дает согласие пациенту для процедуры.

Затем пациента доставляют в операционную, где могут быть выполнены дополнительные снимки, которые загружаются в гарнитуру. Гарнитура проецирует снимки пациента на тело, поэтому хирург просматривает их на протяжении всей процедуры. Еще до того, как сделать первоначальный разрез, хирурги чувствуют, что у них рентгеновское зрение, потому что они могут видеть внутри тела пациента.

Больница Университета Хопкинса вместе с доктором Энн Лю (слева) проводят одну из первых в США операций по установке инструментов на позвоночник с использованием дополненной реальности. Центральная панель: изображения дополненной реальности через гарнитуру представляют собой сагиттальные, аксиальные и трехмерные изображения позвоночника, которые дают нейрохирургам «рентгеновское зрение». Правая панель: вид хирурга через гарнитуру с изображением пациента и расширенными изображениями, наложенными на пациент.

Доктор Тимоти Уитэм

Это позволяет хирургу постоянно визуализировать анатомию, не отвлекая внимание от тела пациента на просмотр внешних мониторов. Смещение внимания может увеличить время, необходимое для выполнения задачи, на 30–40%может нанести ущерб решаемой двигательной задаче, а также увеличить когнитивную нагрузку на хирурга. ARSN также уменьшает прерывания прямой видимости, что относится к любому предмету, который может мешать интраоперационной навигации, блокируя маркеры слежения или камеру.

Доктора. Уитэм и Хэнфт заявили: «Мы можем использовать AR во время операции, чтобы повысить точность и понимание операции в режиме реального времени». Доктор Ханфт добавил: «Я предвижу, что это технология, которая будет широко интегрирована в область хирургии головного мозга и будет иметь преобразующий потенциал».

Почему это важно

Когда дело доходит до хирургии позвоночника, точность чрезвычайно важна. Хирурги, использующие технику свободной руки без какой-либо технологической помощи, имеют показатели точности установки винтов в Диапазон 93-98,5%. Более сложные операции на позвоночнике, например, у пациентов с тяжелыми деформациями позвоночника, имеют частоту ошибок до 15%. Эти ошибки могут привести к неврологическим и сосудистым повреждениям, которые иногда могут даже привести к хронической боли и инвалидности. Многочисленные исследования показали, что точность установки винтов с направляющей AR выгодно сравнивать к любой технике установки спинальных инструментов, включая роботизированные методы. Было продемонстрировано, что установка винтов с использованием AR имеет точность 98%, что может привести к значительному улучшению качества жизни пациентов.

нейрохирурги видят через свои гарнитуры изображение внутри пациента, когда они размещают спинальные инструменты. Сагиттальные, осевые и трехмерные изображения поясничного отдела позвоночника помогают нейрохирургам выполнять операции на позвоночнике с использованием дополненной реальности и гарнитуры/головного дисплея.

Доктор Тимоти Уитэм

Ограничения ARSN

Несмотря на то, что использование AR в хирургии дает огромную пользу, важно помнить о том, чего AR не может сделать. AR не предназначена для обучения хирургов анатомии и не позволит хирургам выполнять операции, для выполнения которых они не имеют квалификации. Прежде чем планировать операцию на пациенте, хирург должен обладать соответствующим опытом. Например, если хирург не имеет опыта проведения сложных операций по сколиозу или резекции опухолей черепа, он внезапно не сможет лечить эти сложные случаи с помощью AR.

Полностью зависеть от технологии при выполнении операции не рекомендуется, поскольку в случае сбоя технологии или сбоя в системе хирург должен быть готов выполнить операцию старомодным способом. Вот почему для обучающихся хирургов важно преуспеть в понимании анатомии и научиться выполнять операции без AR.

Доктор Скотт Цукерман, доцент кафедры нейрохирургии и ортопедической хирургии в Университете Вандербильта, заявил: «Дополненная реальность обладает огромным потенциалом для улучшения качества операций на позвоночнике, которые мы проводим». Доктор Цукерман, который также является содиректором лаборатории лечения заболеваний позвоночника Вандербильта, предупреждает: «Однако новые технологии не могут и не должны заменить хирургов, хорошо разбирающихся в анатомии и технических принципах каждой операции и способных проводить выполняйте каждую операцию так, как будто технология недоступна».

Многие хирурги настороженно относятся к новым технологиям и, возможно, не заинтересованы в переходе на ARSN, особенно учитывая, что без этой технологии они могли практиковать в течение десятилетий с хорошими результатами. Общественные больницы могут не иметь немедленного доступа к этой технологии, что потребует некоторых первоначальных затрат. Однако эти затраты более экономичны, чем некоторые технологии роботизированной помощи, которые стали общепринятыми во многих крупных академических медицинских центрах. Есть надежда, что по мере того, как все больше компаний будут разрабатывать подобную технологию, цена на приобретение оборудования снизится, что сделает эту технологию более доступной.

Несмотря на многочисленные ограничения AR, доктор Уитэм резюмировал это, сказав: «ARSN меняет правила игры в операционной». ARSN может привести к более безопасным операциям, более успешным хирургическим вмешательствам и сокращению времени восстановления пациентов. Хотя это еще не получило широкого распространения, все больше и больше медицинских центров и учебных больниц используют эту технологию и добиваются превосходных результатов. Благодаря постоянному сотрудничеству между врачами, технологами, инженерами и индустрией искусственного интеллекта разумно ожидать дальнейшего развития ARSN, которое действительно может изменить правила игры для пациентов, нуждающихся в хирургическом вмешательстве.

Следуй за мной Твиттер или LinkedIn.