Der Bereich der Kiefer- und Gesichtschirurgie ist auf die Diagnose und Behandlung von Erkrankungen des Gesichts, der Kiefer und der oralen Strukturen spezialisiert. Er umfasst Verfahren zur Behandlung von Traumata, Fehlbildungen, Tumoren und Funktionsstörungen. Fortschritte in Augmented Reality und KI werden zunehmend sowohl in die Planung als auch in die Durchführung dieser Eingriffe integriert, um die chirurgische Präzision zu verbessern, was entscheidend für optimale funktionelle und ästhetische Ergebnisse ist.
Wichtiger Hinweis zur Operationsplanung und professionellen klinischen Anwendung
Spezialisierte Funktionen für die Operationsplanung und präoperative professionelle Anwendungen sind exklusiv für Medical Imaging XR PRO FDA. Diese Version ist noch nicht verfügbar. Informationen zum Veröffentlichungsdatum werden hier in Kürze veröffentlicht.
Medicalholodeck durchläuft derzeit die erforderlichen Zertifizierungsprozesse der FDA (U.S. Food and Drug Administration) und CE (Conformité Européenne). Unser Team arbeitet intensiv daran, die vollständige Einhaltung aller regulatorischen Standards sicherzustellen, und wir erwarten, dass Medical Imaging XR PRO bald sowohl in den Vereinigten Staaten als auch in der Europäischen Union verfügbar sein wird.
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Unterkieferrekonstruktion
3D-holographische Navigation für die Unterkieferrekonstruktion mit einem freien Fibula-Lappen. CT-basierte Hologramme werden in Echtzeit überlagert, um die präoperative Markierung, die Gefäßplanung und die mikrochirurgische Vorbereitung von Spender- und Empfängergefäßen zu leiten.
https://doi.org/10.3390/healthcare13192406
Der Unterkiefer bildet das untere Gesichtsskelett und trägt die Zähne, wobei er eine Schlüsselrolle beim Kauen und Sprechen spielt. Unterkieferdefekte können diese Funktionen erheblich beeinträchtigen, weshalb eine präzise Rekonstruktion unerlässlich ist.
Eine aktuelle Studie aus Lateinamerika beschrieb den Fall einer 26-jährigen Patientin mit einem großen, destruktiven Osteoblastom des linken Unterkiefers, das eine weite Resektion und Rekonstruktion erforderte. In der präoperativen Phase wurden DICOM-Daten aus CT-Scans verwendet, um mit der Medicalholodeck-Software holographische 3D-Modelle zu erstellen. In einer virtuellen Umgebung untersuchte das chirurgische Team die Anatomie des Patienten, testete verschiedene Resektionsränder und plante die Rekonstruktion mit einem freien Fibula-Lappen mit präzisen Schnittführungen.
Während des Eingriffs nutzte der leitende Chirurg ein Meta Quest 3 AR-Headset, um das Hologramm über die Anatomie des Patienten zu legen. Dies erleichterte die genaue Bestimmung der Resektionsränder und verbesserte die Visualisierung kritischer vaskulärer Landmarken, was die chirurgische Präzision und Sicherheit erhöhte.
Die Patientin hatte einen unkomplizierten postoperativen Verlauf. Nachuntersuchungen zeigten eine erfolgreiche Lappenintegration, eine erhaltene Unterkieferfunktion und eine Rückkehr zu normalen täglichen Aktivitäten, was den Wert der Einbeziehung erschwinglicher VR- und AR-Technologien in die rekonstruktive Chirurgie bestätigt.
Maxillofaziale onkologische Chirurgie
Die onkologische Kiefer- und Gesichtschirurgie umfasst die Entfernung gutartiger oder bösartiger Tumoren, die Kiefer, Mittelgesicht und umgebende Strukturen betreffen, oft gefolgt von komplexen Rekonstruktionen zur Wiederherstellung von Funktion und Aussehen. Diese Resektionen, wie partielle oder totale Maxillektomien, erfordern präzise Osteotomielinien, um tumorfreie Ränder zu erreichen und gleichzeitig so viel gesundes Gewebe wie möglich zu erhalten.
In der Studie wurden zunächst patientenspezifische 3D-Daten aus präoperativen CT-Scans gewonnen. Die Modelle wurden verwendet, um einen virtuellen Operationsplan mit detaillierten Osteotomielinien und Resektionsrändern zu erstellen. Chirurgen nutzten AR-Technologie im Operationssaal, um diesen Plan direkt über die Anatomie des Patienten zu legen und Osteotomielinien in Echtzeit nachzuzeichnen, ohne den Blick vom Operationsfeld abzuwenden.
Die Linien wurden mit benutzerdefinierten Schnittführungen überprüft und vervollständigt. Der Vergleich zeigte eine enge Übereinstimmung, wobei die Abweichungen zwischen AR-gesteuertenkortikotomielinien und schnittführungsgestützten Osteotomielinien unter zwei Millimetern blieben.
MR-basierte intraoperative Navigation
Mixed Reality verschmilzt reale und virtuelle Umgebungen und ermöglicht Interaktionen zwischen physischen und digitalen Elementen. Diese Fähigkeit ermöglichte die Entwicklung eines MR-basierten Systems für die maxillofaziale Tumorchirurgie. Es bestand aus vier Modulen:
- Modul zur Verarbeitung und Auswahl von MR-Bildern, das präoperative Bildgebung in 3D-Modelle umwandelt
- Registrierungsmodul, das die virtuellen 3D-Modelle mithilfe von Landmarkenextraktion, Positionierungsrahmen und navigatorbasierter Identifizierung an der tatsächlichen Anatomie des Patienten ausrichtet
- Steuermodul, mit dem der Chirurg das System bedienen und die Einstellungen anpassen kann
- Modul zur Berechnung der Tiefe des Zielbereichs, das die Tiefe des chirurgischen Instruments relativ zum Ziel berechnet und die Navigationsgenauigkeit optimiert
Das System unterstützte erfolgreich vier Eingriffe, bei denen Chirurgen dann Tumorresektionen und Rekonstruktionen durchführen konnten, während sie die genaue Position des Tumors und der umgebenden kritischen Strukturen in Echtzeit visualisierten. Die Studie zeigte, dass die MR-Führung die intraoperative räumliche Orientierung und chirurgische Präzision verbesserte, was ihr Potenzial als Navigationsinstrument unterstreicht.
Immersive Trainingsumgebungen
VR bietet eine immersive Plattform für chirurgische Planung und Training, indem es Chirurgen ermöglicht, mit patientenspezifischen 3D-Modellen zu interagieren. Dies ermöglichte die Entwicklung eines VR-Simulators für die maxillofaziale Rekonstruktion, eine Operation, die aufgrund der Wiederherstellung von Skelettstrukturen in Bereichen wie Mund, Kiefer und Gesicht ein hohes Maß an Präzision erfordert.
Chirurgen konnten virtuelle Osteotomien durchführen und die rekonstruierten Segmente in Echtzeit manipulieren. Validierungstests zeigten, dass der Simulator anatomische Strukturen und chirurgische Schritte genau darstellte. Ein solcher Schulungsansatz bietet eine sichere Umgebung für die Kompetenzentwicklung und die präoperative Planung, wodurch möglicherweise die chirurgischen Ergebnisse verbessert und intraoperative Fehler reduziert werden.
Die immersiven Technologien adressieren den Bedarf an hoher Genauigkeit bei Eingriffen im Kiefer- und Gesichtsbereich. VR-, AR- und MR-Tools ermöglichen es Chirurgen nicht nur, präzise Tumorresektionen durchzuführen und kritische anatomische Strukturen in Echtzeit zu navigieren, sondern bieten auch Umgebungen für die Kompetenzentwicklung und die präoperative Probe.
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.
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