Die Neurochirurgie erfordert außergewöhnliche Präzision und ein tiefes Verständnis der komplexen Anatomie, oft unter risikoreichen Bedingungen. Chirurgen müssen große Mengen an Bildgebungs- und Verfahrenswissen integrieren, um sichere Eingriffe zu planen und durchzuführen. Immersive Technologien wie räumliche Bildgebung und virtuelle Realität bieten Werkzeuge für detaillierte, dreidimensionale Visualisierungen der Neuroanatomie, um das räumliche Verständnis zu unterstützen, die Planung zu verbessern und die Ausbildung in diesem anspruchsvollen Bereich zu optimieren.

Von 2D zu 3D: Verbesserte anatomische Einsicht

Virtual-Reality-Plattformen wie Medicalholodeck ermöglichen es Neurochirurgen, CT- oder MRT-Daten eines Patienten in 3D-Modelle umzuwandeln und sie in immersiven Umgebungen zu visualisieren. Diese Modelle bewahren nicht nur alle kritischen Informationen aus der 2D-Bildgebung, sondern können im virtuellen Raum auch gedreht, gezoomt oder geschnitten werden. Dies erleichtert das anatomische Verständnis neurologischer Strukturen und geht das anhaltende Problem von 2D-Scans an – die Notwendigkeit mentaler Rekonstruktionen der komplexen Anatomie.

An illustrative rendering depicting a surgeon exploring virtual reality to create a perioperative plan. Of note, is the feasibility to access a perioperative planning environment in an office space. The instrumentation extends from T9-Pelvis https://doi.org/10.4103/jcvjs.jcvjs_48_23

Ein chirurgisches Team nutzte Medicalholodeck, um die räumlichen Beziehungen der Wirbelsäule des Patienten und der umliegenden Strukturen zu analysieren. Durch die Untersuchung verschiedener Winkel konnte das Team die sichersten chirurgischen Korridore identifizieren und potenzielle Hindernisse vorhersehen. Diese zusätzliche Ebene der präoperativen Einsicht stärkte letztendlich das Vertrauen in die Auswahl des Ansatzes und unterstützte eine präzisere Ausführung während der Wirbelsäulenrevisionsoperation.

Schädel-Hologramme

Ähnlich wie VR kann AR die chirurgische Planung unterstützen, aber ihre Fähigkeit, virtuelle Daten über die reale Umgebung zu lagern, macht sie intraoperativ besonders wertvoll. Diese Technologie ermöglichte es Neurochirurgen, den optimalen Ansatz für die Resektion eines Vestibularisschwannoms zu planen, eines gutartigen, aber aufgrund seiner Nähe zu kritischen neurovaskulären Strukturen herausfordernden Tumors. Während des Eingriffs wurden 3D-Schädelmodelle auf die Anatomie des Patienten projiziert, was das räumliche Bewusstsein für diese kritischen Strukturen verbesserte. Diese Visualisierung bestätigte den gewählten chirurgischen Ansatz, verifizierte Inzisionsstellen und half, die Patientenlagerung unter Berücksichtigung benachbarter Gefäße zu optimieren.

Target placement with AR, where the patient’s CT scan can be observed in the coronal view. https://doi.org/10.3390/brainsci14101025

AR kann auch bei Hirntumoren wie Meningeomen und Ependymomen angewendet werden. Bei drei neurochirurgischen Eingriffen profitierten die Chirurgen von den patientenspezifischen 3D-Überlagerungen. Diese Echtzeitführung ermöglichte eine genauere Tumorlokalisation, erleichterte eine sicherere Dissektion und verbesserte das Vertrauen in die chirurgische Ausführung, was zu minimalen Komplikationen und günstigen postoperativen Ergebnissen beitrug.

(A) AR view showing a real-time CT scan. (B) Craniectomy assisted by augmented reality. (C) Total resection of the lesion. https://doi.org/10.3390/brainsci14101025

Von immersiver zu taktiler Simulation

Chirurgische Trainingseinheiten in VR oder AR werden zunehmend in medizinische Lehrpläne integriert, da sie den Kompetenztransfer und das verfahrenstechnische Vertrauen verbessern. Um die Praxis und das Engagement der Auszubildenden weiter zu verbessern, kombinierte ein Workshop eine AR-Mobilanwendung mit 3D-gedruckten anatomischen Modellen. In der ersten Phase wählten die Assistenzärzte neurochirurgische Ansätze aus und übten jeden Schritt mit AR-Führung an den 3D-Modellen. In der zweiten Phase führten sie dieselben Verfahren an physischen 3D-Schädelsimulatoren durch, wobei jeder Schritt von leitenden Neurochirurgen bewertet wurde. Die Assistenzärzte berichteten, dass dieses hybride Training ihr Verständnis der Neuroanatomie vertiefte und ihre technischen Fähigkeiten verbesserte, was sein Potenzial als Standardkomponente der neurochirurgischen Ausbildung unterstreicht.

(A–E) Training steps. (A) Training laboratory set up; (B) suturing exercise; (C) augmented reality (AR) for craniotomy and approach planning; (D) dura opening on the pterional approach simulator box; (C) microscopic intradural phase through pterional approach with gentle brain retraction; (E,F) microscopic exploration and dissection through pterional approach of the carotid artery, optic nerve, and sylvian vessels. https://doi.org/10.3389/fsurg.2022.862948

Patientenaufklärung

Die Komplexität vieler neurochirurgischer Erkrankungen kann für Patienten schwer vollständig zu erfassen sein, was zu Missverständnissen während der Arzt-Patienten-Kommunikation führen kann. Die virtuelle Realität geht dieses Problem an, indem sie interaktive 3D-Umgebungen bereitstellt, die es Patienten ermöglichen, ihre eigene Anatomie mit genauem räumlichem Kontext zu erkunden. In Kombination mit der Anleitung des Chirurgen verbessert dieser Ansatz das Verständnis der Patienten für ihre Diagnose, erhöht das Vertrauen in die geplanten Verfahren und stärkt den Prozess der informierten Einwilligung.

Immersive Technologien bieten eine verbesserte 3D-Visualisierung und ein besseres räumliches Verständnis, was Neurochirurgen bei der Planung und Führung verschiedener Verfahren zugutekommt. Sie unterstützen auch medizinische Auszubildende beim Erwerb technischer Fähigkeiten und helfen Patienten, ihre Erkrankungen besser zu verstehen. Insgesamt treiben diese Werkzeuge die chirurgische Präzision voran, verbessern die Ergebnisse und bereichern die Ausbildung in der gesamten neurochirurgischen Praxis.

So starten Sie

Medicalholodeck integriert sich in sichere Krankenhaussysteme und bietet PACS-Zugriff, HIPAA-konforme Datenverarbeitung und volle Sicherheit der Patientendaten. Es läuft auf stereoskopischen 3D-Displays, VR-Headsets, mobilen Geräten und Standard-Windows-Systemen und ermöglicht so den flexiblen Einsatz in Krankenhäusern, Klassenzimmern und Trainingszentren.

Spezialisierte Funktionen für die chirurgische Planung sind exklusiv für Medical Imaging XR PRO. Derzeit ist Medicalholodeck nur für Bildungszwecke verfügbar. Die Plattform durchläuft derzeit die FDA- und CE-Zertifizierung, und wir erwarten, dass Medical Imaging XR PRO bald in den Märkten der USA und der EU verfügbar sein wird.

Für Updates, regulatorische Neuigkeiten, Verfügbarkeit oder Fragen kontaktieren Sie bitte info@medicalholodeck.com.