الجراحة الدقيقة في طب الأطفال باستخدام الواقع الافتراضي

تعالج التنظير الصدري بمساعدة الفيديو التشوهات الكيسية الخلقية في الرئة مع الحفاظ على الأنسجة السليمة، ولكن يحتاج الجراحون إلى رؤى مفصلة خاصة بالمريض قد لا توفرها طرق العرض ثنائية وثلاثية الأبعاد في كثير من الأحيان. استخدم باحثون من جامعة نانجينغ الطبية وجامعة تشينغهاي Medicalholodeck لإنشاء نماذج VR ثلاثية الأبعاد خاصة بالمريض، مما يحسن التعرف والفهم المكاني للتشريح المعقد.

تحسين التنظير الصدري باستخدام التصوير الثلاثي الأبعاد المكاني

لطالما كانت فتح الصدر حجر الزاوية في إدارة الحالات الرئوية جراحيًا. يوفر التنظير الصدري بديلاً يحفظ الأنسجة يمكن أن يحسن بشكل كبير تعافي المرضى. مقارنة بالجراحة المفتوحة، ترتبط إجراءات التنظير القفوي بفقدان دم أقل، تعافي أسرع، وفقدان طفيف للأنسجة الرئوية السليمة.

يتطلب التنظير الصدري مهارات تقنية عالية وفهمًا مكانيًا ممتازًا للتشريح الرئوي المعقد. غالبًا ما تكون الصور ثنائية الأبعاد أو ثلاثية الأبعاد الثابتة التقليدية غير كافية للتخطيط الدقيق قبل الجراحة.

في المقابل، تحول نماذج الواقع الافتراضي ثلاثي الأبعاد التصوير الطبي القياسي إلى تمثيلات ديناميكية وتفاعلية، مما يعزز الفهم التشريحي ويسمح بتحضير جراحي أكثر دقة وشخصنة.

إعادة بناء الواقع الافتراضي قبل الجراحة والتصوير داخل العملية للأوعية الدموية المستهدفة والهياكل القصبية المقابلة. أ مخطط تخطيط إعادة البناء الثلاثي الأبعاد للواقع الافتراضي قبل الجراحة. ب الحالة داخل العملية. (CPAM: تشوه مجرى الهواء الرئوي الخلقي؛ A⁶: الشريان الرئوي إلى الجزء العلوي من الفص السفلي؛ V⁶: الوريد الرئوي من الجزء العلوي من الفص السفلي؛ A¹⁰: الشريان الرئوي القطعي القاعدي الخلفي؛ V¹⁰: الوريد الرئوي القطعي القاعدي الخلفي؛ B⁶: القصبة إلى الجزء العلوي من الفص السفلي؛ B¹⁰: القصبة القطعية القاعدية الخلفية)

الواقع الافتراضي في التخطيط قبل العملية

الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو تقييم فائدة أجهزة العرض المستقلة للتخطيط المسبق للعملية في قطع الفصوص التنظيري الصدري للأطفال. تم تحليل تسعة عشر مريضاً من الأطفال الذين أجروا قطعاً تشريحياً لفص بالتنظير الصدري. تم إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد خاصة بكل مريض باستخدام Medical Imaging XR, بناءً على بيانات التصوير المقطعي المحسن بتباين.

التصوير المقارن للتصوير المقطعي المحوسب التقليدي وإعادة البناء بالواقع الافتراضي باستخدام برنامج Medicalholodeck. أ عرض مقطعي عرضي للتصوير المقطعي التقليدي. ب العرض الإكليلي للتصوير المقطعي التقليدي. ج العرض السهمي للتصوير المقطعي التقليدي. د إعادة البناء الافتراضية ثلاثية الأبعاد بالواقع الافتراضي. (CPAM: تشوه مجرى الهواء الرئوي الخلقي)

بعد إعادة بناء النموذج، قام فريق الجراحة بمراجعة تعاونية للعلاقات المكانية بين الآفات والهياكل الحرجة المجاورة داخل بيئة الواقع الافتراضي. للتحقق من الدقة التشريحية، قام جراحان مستقلان في مستوى أستاذ مشارك أو أعلى بتقييم جميع الصور قبل العملية، مع التركيز على دقة تفرع الشريان الرئوي، وأقطار الأوعية الدموية، ومسارات الأوردة.

بناءً على هذا التخطيط المسبق للعملية، أُجريت جراحات التنظير الصدري بتشريح تسلسلي للأوعية المستهدفة والقصبات برعاية علامات مشتقة من الواقع الافتراضي. تم تقييم فعالية إعادة البناء بالواقع الافتراضي في تسهيل الملاحة داخل العملية بشكل مستمر.

استئصال تنظيري صدري أكثر أمانًا

اكتملت جميع الإجراءات التسعة عشر بنجاح عبر التنظير الصدري، دون تحويل إلى الاستئصال الصدري. قدمت إعادة البناء ثلاثية الأبعاد في الواقع الافتراضي قبل العملية تحديدًا تشريحيًا متفوقًا مقارنة بالتصوير المقطعي التقليدي، حيث أكد مقيمان مستقلان تحسين رؤية التفرع القصبي المقسمي والعلاقات المكانية مع الأوعية الدموية الرئوية.

تطابقت إعادة البناء بالواقع الافتراضي قبل العملية مع الصور الجراحية داخل العملية في مريض خضع لاستئصال المقطع السابع والتاسع عشر المدمج لآفة في الفص السفلي الأيسر. أ إعادة بناء الواقع الافتراضي قبل العملية لـ A⁶، A⁸، A⁹، A¹⁰. ب وج تعاملات أثناء العملية: A⁸، A⁹، A¹⁰، وهكذا. د إعادة بناء الواقع الافتراضي قبل العملية لـ A⁹، A¹⁰، V⁹، وهكذا. هـ و و تعاملات أثناء العملية: A⁹، V⁹، V¹⁰، وهكذا. (A⁶: الشريان الرئوي القطعي العلوي؛ A⁸: الشريان الرئوي القطعي القاعدي الأمامي الإنسي؛ A⁹: الشريان الرئوي القطعي القاعدي الجانبي؛ A¹⁰: الشريان الرئوي القطعي القاعدي الخلفي؛ V⁶: الوريد الرئوي القطعي العلوي؛ V⁸: الوريد الرئوي القطعي القاعدي الأمامي الإنسي؛ V⁹: الوريد الرئوي القطعي القاعدي الجانبي؛ V¹⁰: الوريد الرئوي القطعي القاعدي الخلفي؛ B⁹⁺¹⁰: القصبة إلى الجزء القاعدي الجانبي والقصبة إلى الجزء القاعدي الخلفي)

مكنت تقنية الواقع الافتراضي من التقييم الدقيق لحدود الآفات في الحالات المعقدة، مما ساعد في التخطيط المبكر للاستئصال الممتد لضمان إزالة كاملة للمناطق المتأثرة. لقد حولت تقنية إعادة الإعمار ثلاثية الأبعاد للواقع الافتراضي التخطيط الدقيق في الاستئصالات القطاعية المدمجة.

في الحالات المعقدة التي تحتوي على تباينات وعائية عالية المخاطر، قدمت تقنية الواقع الافتراضي تصورًا ديناميكيًا ومجسمًا للتشريح الشاذ. تمكن الجراحون من التدريب على خطوط التشريح قبل العملية، مما قلل من خطر النزيف الكارثي الناتج عن إصابة الأوعية الدموية غير المقصودة.

مزايا التصوير المكاني

يتطلب التقييم التقليدي قبل العملية باستخدام التصوير المقطعي المحسن بالتباين و3D-CTBA من الأطباء إعادة بناء العلاقات ثلاثية الأبعاد من شاشات ثنائية الأبعاد ذهنيًا. تتغلب أنظمة HMD-VR على هذه القيود من خلال توفير عروض ثلاثية الأبعاد غامرة لبيانات التصوير المقطعي. يمكن للجراحين تدوير النماذج، وتصوير العلاقات المكانية بين الآفات والهياكل الحرجة، ومحاكاة المسارات الجراحية، مما يعزز التخطيط قبل العملية والاستعداد والتخصيص.

تقدم الواقع الافتراضي نماذج هولوجرافية ديناميكية وتفاعلية تحاكي المناظير الطبيعية وتقلل الاعتماد على الخيال المكاني. تمتد فوائد الواقع الافتراضي إلى التعاون الجماعي، مما يمكن من التصور الغامر المشترك الذي يدعم المناقشات متعددة التخصصات وبناء الإجماع في الحالات المعقدة.

كيفية البدء مع Medicalholodeck

Medical Imaging XR يمكن الأطباء من تصور وتقييم والتعاون داخل بيئة مكانية غامرة. يسمح بالتفاعل في الوقت الحقيقي مع نماذج ثلاثية الأبعاد خاصة بالمريض، مما يعزز الفهم التشريحي، ويحسن دقة التشخيص، ويدعم تخطيط جراحي أكثر دقة.

يتكامل Medicalholodeck مع أنظمة المستشفيات الآمنة، ويوفر الوصول إلى PACS، والتعامل مع البيانات وفقًا لمعايير HIPAA، وأمان المريض الكامل. يعمل على سماعات الرأس VR وأجهزة الكمبيوتر الشخصية وأجهزة iPad وiPhone للاستخدام المرن في المستشفيات والفصول الدراسية ومراكز التدريب.

الميزات المتخصصة للتخطيط الجراحي حصرية لـ Medical Imaging XR PRO FDA.

حاليًا، Medicalholodeck متوفر للاستخدام التعليمي فقط. المنصة تخضع لشهادة FDA وCE، ونتوقع توفر Medical Imaging XR PRO قريبًا في الأسواق الأمريكية والأوروبية.