Osamah Choudhry podniósł wzrok i zobaczył guz.
powiązana zawartość
- Kawa w mózgu - dosłownie - może pomóc chirurgom
Spacerując ostrożnie po sali konferencyjnej w hotelu niedaleko Langone Medical Center Uniwersytetu Nowojorskiego, rezydent neurochirurgii czwartego roku odchylił głowę do tyłu. Nie badał płytek sufitowych. Zamiast tego, zaglądając w masywny czarny zestaw słuchawkowy przymocowany do jego głowy, powoli badał wirtualną przestrzeń. Ekran komputera na pobliskim stole pokazywał jego widok widzom: kolorowa i uderzająco realistyczna reprezentacja ludzkiego mózgu.
Robiąc małe kroki i używając kontrolera gier do powiększania, obracania i ustawiania kąta swojej perspektywy, Choudhry latał na ekranie awatarem wokół odtworzonego mózgu jak postać w jakiejś dziwnej grze inspirowanej Fantastyczną Podróżą . Po dwóch lub trzech minutach cichej nauki wreszcie się odezwał.
„Wow”. Potem więcej ciszy.
Choudhry nie jest obcy imponującym narzędziom technologicznym stosowanym w chirurgii. Wskaźniki nawigacyjne oparte na GPS do śledzenia położenia instrumentów chirurgicznych w stosunku do anatomii oraz modele drukowane w 3D są powszechną pomocą dla neurochirurgów. Ale urządzenie, którego Choudhry szukał tego dnia po raz pierwszy, zestaw wirtualnej rzeczywistości HTC Vive, było na wyższym poziomie. Wbił go w głowę prawdziwego pacjenta.
Osamah Choudhry, neurochirurg na New York University, odbywa wirtualną podróż przez ludzki mózg. (Teatr chirurgiczny) Tutaj widział nie tylko wszystkie strony czającego się glejaka wyspiarskiego, powiększając się, aby zbadać drobne szczegóły i lecąc, by zobaczyć szerszy kontekst, ale także sposób, w jaki każdy nerw i naczynie krwionośne zasilały guz. Krytyczne obszary ruchowe i mowy w pobliżu, oznaczone na niebiesko, sygnalizują strefy zakazu lotów, aby ostrożnie unikać podczas operacji. Sama czaszka zawierała szerokie wycięcie, które można skurczyć do wielkości rzeczywistej kraniotomii, czyli dziesięciocentówki lub ćwierć otworu w czaszce, przez który chirurdzy przeprowadzają zabiegi.
„To jest po prostu piękne” - powiedział Choudhry. „W medycynie tak długo tkwimy w świecie 2D, ale na tym polegamy, patrząc na wycinki tomografii komputerowej i rezonansu magnetycznego. Ta technologia sprawia, że MRI wygląda pozytywnie na BC i pozwala nam spojrzeć na anatomię we wszystkich trzech wymiarach. ”
Skany tomografii komputerowej (CT) i rezonansu magnetycznego (MRI) są kluczowymi elementami do badania wyglądu wnętrza ciała, lokalizowania chorób i nieprawidłowości oraz planowania operacji. Do tej pory chirurdzy musieli tworzyć własne modele mentalne pacjentów poprzez dokładne badanie tych skanów. Zaawansowana platforma nawigacji chirurgicznej (SNAP) zapewnia jednak chirurgom pełne trójwymiarowe odniesienie do pacjenta.
Opracowany przez Surgical Theatre z Cleveland w Ohio, SNAP został zaprojektowany dla HTC Vive i Oculus Rift, dwóch zestawów słuchawkowych do gier, które wciąż nie są jeszcze dostępne dla publiczności. System został początkowo pomyślany jako narzędzie do planowania chirurgicznego o wysokiej wierności, ale garstka szpitali testuje, jak można go używać podczas aktywnych operacji.
To połączenie skanów CT i MRI przy użyciu SNAP daje wyraźny obraz guza mózgu. (Teatr chirurgiczny) Zasadniczo SNAP to bardzo szczegółowa mapa drogowa, do której chirurdzy mogą się odwoływać, aby pozostać na dobrej drodze. Chirurdzy wykorzystują już transmisje wideo z trwających procedur, aby mieć powiększony obraz, do którego można się odwoływać; Modele 3D na ekranach komputerów poprawiły również wizualizację dla lekarzy. Zestaw słuchawkowy dodaje jeszcze jedną warstwę wciągających szczegółów.
Zakładanie zestawu słuchawkowego wymaga obecnie od chirurga odstąpienia od procedury i założenia nowych rękawiczek. Ale robiąc to, lekarz orientuje się szczegółowo w celu chirurgicznym i może powrócić do pacjenta z jasnym zrozumieniem kolejnych kroków i wszelkich przeszkód. Chora tkanka mózgowa może wyglądać i czuć się bardzo podobnie do zdrowej tkanki. Dzięki SNAP chirurdzy mogą dokładnie mierzyć odległości i szerokości struktur anatomicznych, dzięki czemu łatwiej jest wiedzieć dokładnie, które części należy usunąć, a które pozostawić. W chirurgii mózgu frakcje milimetrów mają znaczenie.
Warren Selman, kierownik neurochirurgii na Case Western University, przygląda się skanom CT i MRI połączonym przez oprogramowanie SNAP. (Teatr chirurgiczny) Narzędzie miało mało prawdopodobne pochodzenie. Podczas gdy w Cleveland pracowali nad nowym systemem symulacji lotów amerykańskich sił powietrznych, byli piloci izraelskich sił powietrznych Moty Avisar i Alon Geri zamawiali cappuccino w kawiarni, gdy Warren Selman, przewodniczący neurochirurgii w Case Western University, usłyszał niektóre z ich rozmowa. Jedna rzecz doprowadziła do drugiej, a Selman zapytał, czy mogą zrobić dla chirurgów to, co zrobili dla pilotów: daj im widok wroga na cel.
„Zapytał nas, czy moglibyśmy pozwolić chirurgom latać do mózgu, wejść do guza, aby zobaczyć, jak manewrować narzędziami do jego usunięcia przy jednoczesnym zachowaniu naczyń krwionośnych i nerwów” - powiedział Avisar. Geri i Avisar są współzałożycielami Surgical Theatre, aby zbudować nową technologię, najpierw jako interaktywne modelowanie 3D na ekranie 2D, a teraz z zestawem słuchawkowym.
Oprogramowanie SNAP pobiera skany CT i MRI i łączy je w pełny obraz mózgu pacjenta. Używając ręcznych kontrolek, chirurdzy mogą stać obok guza lub tętniaka, a nawet wewnątrz niego, czynić tkankę mózgową mniej lub bardziej nieprzezroczystą i planować optymalne położenie kraniotomii i kolejnych ruchów. Oprogramowanie może zbudować wirtualny model układu naczyniowego w zaledwie pięć minut; bardziej skomplikowane struktury, takie jak guzy, mogą zająć do 20.
„Chirurdzy chcą mieć możliwość zatrzymania się na kilka minut podczas operacji i zobaczenia, gdzie znajdują się w mózgu”, powiedział Avisar. „Działają przez otwór wielkości dziesięciocentówki i łatwo jest stracić orientację patrząc przez mikroskop. To, czego nie widzisz, jest niebezpieczne. To pozwala im zajrzeć za guz, za tętniak, za patologię. ”
„Gdzie to było całe moje życie?” mówi John Golfinos, przewodniczący neurochirurgii w nowojorskim Langone Medical Center. (Uniwersytet w Nowym Jorku) John Golfinos, kierownik neurochirurgii w nowojorskim Langone Medical Center, powiedział, że realistyczna wizualna reprezentacja pacjenta przez SNAP jest dużym krokiem naprzód.
„To jest przytłaczające, kiedy po raz pierwszy widzisz go jako neurochirurga” - powiedział. „Mówisz sobie, gdzie to było całe moje życie?”
Entuzjazm golfinów jest zrozumiały, gdy rozumiesz gimnastykę umysłową wymaganą od chirurgów, aby zrozumieć standardowe obrazowanie medyczne. W latach 70. XX wieku, kiedy opracowano tomografię komputerową, obrazy były początkowo przedstawiane jak każde zdjęcie: prawa strona pacjenta znajdowała się po lewej stronie widza i odwrotnie. Skany można wykonywać w trzech płaszczyznach: od dołu do góry, od lewej do prawej lub od przodu do tyłu. Ale potem jakoś wszystko się pomieszało. Lewy stał się lewy, górny stał się dolny. Ta praktyka została przeniesiona na skany MRI, więc aby chirurg mógł czytać skany tak, jakby byli pacjentami stojącymi przed nimi, musieli być w stanie mentalnie zmienić obrazy w swoich umysłach.
„Teraz ludzie w końcu zdają sobie sprawę, że jeśli mamy symulować pacjenta, powinniśmy symulować go tak, jak widzi go chirurg” - powiedział Golfinos. „Mówię moim mieszkańcom, że MRI nigdy nie kłamie. Po prostu nie wiemy, na co czasami patrzymy. ”
W UCLA SNAP jest wykorzystywany w badaniach naukowych do planowania operacji i oceny skuteczności procedury. Fotel neurochirurgiczny Neil Martin udziela informacji zwrotnych do Teatru Chirurgicznego, aby pomóc udoskonalić czasami dezorientujące doświadczenie patrzenia na słuchawki wirtualnej rzeczywistości. Chociaż chirurdzy używają SNAP podczas aktywnych operacji w Europie, w Stanach Zjednoczonych nadal jest wykorzystywany jako narzędzie planowania i badań.
Martin powiedział, że ma nadzieję, że to się zmieni, i zarówno on, jak i Avisar uważają, że może to doprowadzić do współpracy w zakresie operacji na poziomie międzynarodowym. Połączony za pośrednictwem sieci zespół chirurgów z całego świata mógł zdalnie konsultować się w sprawie, każdy z unikatowym kolorowym awatarem i wspólnie przejść przez mózg pacjenta. Pomyśl o World of Warcraft, ale z większą liczbą lekarzy i mniejszą liczbą arcymagów.
„Nie mówimy o telestracjach na ekranie komputera, mówimy o byciu wewnątrz czaszki tuż obok guza o średnicy 12 stóp. Możesz zaznaczyć obszary guza, które należy usunąć, lub użyć wirtualnego instrumentu, aby wyciąć guz i pozostawić naczynie krwionośne z tyłu - powiedział Martin. „Ale aby naprawdę zrozumieć, co ma do zaoferowania, musisz założyć zestaw słuchawkowy. Gdy to zrobisz, natychmiast zostaniesz przeniesiony do innego świata. ”
SNAP, firma Surgical Theatre z siedzibą w Cleveland, zapewnia chirurgom trójwymiarowy obraz swoich pacjentów. (Źródło: Surgical Theatre)Na NYU Golfinos wykorzystał SNAP do zbadania sposobów, w jakie mógłby podejść do trudnych procedur. W jednym przypadku, w którym myślał, że narzędzie endoskopowe może być najlepszą metodą, SNAP pomógł mu zobaczyć, że nie jest tak ryzykowne, jak myślał.
„Widzenie na całej długości trajektorii endoskopu po prostu nie jest możliwe na obrazie 2D”, powiedział Golfinos. „Ale w 3D widać, że nie będziesz wpadał na rzeczy po drodze ani nie uszkadzał konstrukcji w pobliżu. Wykorzystaliśmy go w tym przypadku, aby sprawdzić, czy w ogóle możliwe jest dotarcie do [guza] sztywnym endoskopem. Tak było i zrobiliśmy, a 3D zdecydowało o sprawie, która okazała się pięknie ”.
Edukacja pacjentów to kolejny obszar, w którym Choudhry uważa, że Vive lub Oculus Rift mogą być niezwykle przydatne. W czasach, gdy wielu pacjentów odrabia lekcje i przychodzi uzbrojony w pytania, Choudhry powiedział, że może to pomóc w lepszym połączeniu pacjenta z chirurgiem.
„Czasami spędzam minuty na wyjaśnianiu tomografii komputerowej lub MRI, a ich utrata nie trwa długo”, powiedział Choudhry. „3D jest intuicyjny i dokładnie wiesz, na co patrzysz. Jeśli pacjentowi lepiej odpowiada to, co mu mówisz, wówczas jego ogólna opieka będzie lepsza. ”
Martin się zgadza. Podczas gdy mówi o jednej trzeciej pacjentów, po prostu nie dbają o szczegóły, ale wielu chce dowiedzieć się więcej.
„Możemy pokazać im, jak wygląda ich nowotwór, a oni mogą być w pełni poinformowani o tym, co się wydarzy” - powiedział Martin. „Niektóre osoby są bardzo zainteresowane szczegółami technicznymi, ale nie wszyscy chcą takiego poziomu zaangażowania”.
Ostatecznie Choudhry uważa, że technologia taka jak SNAP jest bramą do jeszcze bardziej zaawansowanych zastosowań digitalizacji w sali operacyjnej. Powiedział, że przezroczysty zestaw słuchawkowy, bardziej jak gogle laboratoryjne, byłby bardziej zwinny i pozwoliłby na rzeczywistość rozszerzoną, taką jak nakładka 3D, na prawdziwego pacjenta.
Ale na razie Golfinos twierdzi, że rzeczywistość wirtualna jest nadal cennym narzędziem i pomaga poprawić opiekę w terenie, szczególnie w neurochirurgii, gdzie niezbędna jest dogłębna znajomość anatomii.
„Mamy tę technologię i chcemy, aby poprawiła życie wszystkim” - powiedział. „Poprawia bezpieczeństwo, a dla naszych pacjentów to najlepsza możliwa rzecz, jaką możemy zrobić.
