La neurochirurgia richiede una precisione eccezionale e una profonda comprensione dell'anatomia complessa, spesso in condizioni ad alto rischio. I chirurghi devono integrare grandi quantità di immagini e conoscenze procedurali per pianificare ed eseguire interventi sicuri. Le tecnologie immersive, come l'imaging spaziale e la realtà virtuale, offrono strumenti per visualizzazioni tridimensionali dettagliate della neuroanatomia per supportare la comprensione spaziale, migliorare la pianificazione e perfezionare la formazione in questo campo impegnativo.

Da 2D a 3D: Comprensione anatomica potenziata

Le piattaforme di realtà virtuale, come Medicalholodeck, consentono ai neurochirurghi di convertire i dati TC o RM di un paziente in modelli 3D e visualizzarli in ambienti immersivi. Questi modelli non solo preservano tutte le informazioni critiche dall'imaging 2D, ma possono anche essere ruotati, ingranditi o sezionati nello spazio virtuale. Ciò facilita la comprensione anatomica delle strutture neurologiche e affronta il problema persistente delle scansioni 2D, che richiedono ricostruzioni mentali dell'anatomia complessa.

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

Un team chirurgico ha utilizzato Medicalholodeck per analizzare le relazioni spaziali della colonna vertebrale del paziente e delle strutture circostanti. Esplorando diverse angolazioni, il team è stato in grado di identificare i corridoi chirurgici più sicuri e anticipare potenziali ostacoli. Questo ulteriore livello di visione preoperatoria ha infine rafforzato la fiducia nella selezione dell'approccio e supportato un'esecuzione più precisa durante l'intervento di revisione spinale.

Ologrammi cranici

Similmente alla VR, l'AR può supportare la pianificazione chirurgica, ma la sua capacità di sovrapporre dati virtuali all'ambiente reale la rende particolarmente preziosa a livello intraoperatorio. Questa tecnologia ha permesso ai neurochirurghi di pianificare l'approccio ottimale per la resezione di uno schwannoma vestibolare, un tumore benigno ma impegnativo a causa della sua vicinanza a strutture neurovascolari critiche. Durante la procedura, modelli cranici 3D sono stati proiettati sull'anatomia del paziente, migliorando la consapevolezza spaziale di queste strutture critiche. Questa visualizzazione ha confermato l'approccio chirurgico scelto, verificato i siti di incisione e aiutato a ottimizzare il posizionamento del paziente tenendo conto dei vasi adiacenti.

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

L'AR può essere applicata anche ai tumori cerebrali, come meningioma ed ependimoma. In tre interventi di neurochirurgia, i chirurghi hanno beneficiato delle sovrapposizioni 3D specifiche per il paziente. Questa guida in tempo reale ha consentito una localizzazione del tumore più accurata, facilitato una dissezione più sicura e migliorato la fiducia nell'esecuzione chirurgica, contribuendo a complicazioni minime e risultati postoperatori favorevoli.

(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

Simulazione da immersiva a tattile

Le sessioni di formazione chirurgica in VR o AR sono sempre più integrate nei curricula medici perché migliorano il trasferimento delle competenze e la sicurezza procedurale. Per migliorare ulteriormente la pratica e il coinvolgimento dei tirocinanti, un workshop ha combinato un'applicazione mobile AR con modelli anatomici stampati in 3D. Nella prima fase, i residenti hanno selezionato approcci neurochirurgici e provato ogni passaggio con la guida AR sui modelli 3D. Nella seconda fase, hanno eseguito le stesse procedure su simulatori di cranio fisici 3D, con ogni passaggio valutato da neurochirurghi senior. I residenti hanno riferito che questa formazione ibrida ha approfondito la loro comprensione della neuroanatomia e migliorato le competenze tecniche, sottolineando il suo potenziale come componente standard dell'educazione neurochirurgica.

(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

Educazione del paziente

La complessità di molte condizioni neurochirurgiche può essere difficile da comprendere appieno per i pazienti, il che può portare a malintesi durante la comunicazione medico-paziente. La realtà virtuale affronta questo problema fornendo ambienti 3D interattivi che consentono ai pazienti di esplorare la propria anatomia con un contesto spaziale accurato. Se combinato con la guida del chirurgo, questo approccio migliora la comprensione da parte dei pazienti della loro diagnosi, aumenta la fiducia nelle procedure pianificate e rafforza il processo di consenso informato.

Le tecnologie immersive offrono una visualizzazione 3D e una comprensione spaziale migliorate, avvantaggiando i neurochirurghi nella pianificazione e nella guida di varie procedure. Supportano anche i tirocinanti medici nell'acquisizione di competenze tecniche e aiutano i pazienti a comprendere meglio le loro condizioni. Nel complesso, questi strumenti stanno facendo progredire la precisione chirurgica, migliorando i risultati e arricchendo l'istruzione in tutta la pratica neurochirurgica.

Come iniziare

Medicalholodeck si integra con i sistemi ospedalieri sicuri, fornendo accesso PACS, gestione dei dati conforme a HIPAA e completa sicurezza dei dati dei pazienti. Funziona su display 3D stereoscopici, visori VR, dispositivi mobili e sistemi Windows standard, consentendo un uso flessibile in ospedali, aule e centri di formazione.

Le funzioni specializzate per la pianificazione chirurgica sono esclusive di Medical Imaging XR PRO. Attualmente, Medicalholodeck è disponibile solo per uso didattico. La piattaforma è in fase di certificazione FDA e CE e prevediamo che Medical Imaging XR PRO sarà presto disponibile nei mercati statunitense ed europeo.

Per aggiornamenti, notizie normative, disponibilità o domande contattare info@medicalholodeck.com.