In seiner Präsentation, zeigt Neurochirurg Dr. Galal Elsayed, wie Spatial Computing diese Einschränkung adressiert. Wenn Chirurgen die Anatomie des Patienten dreidimensional verstehen, bevor sie das Operationsfeld betreten, wird die intraoperative Navigation vorhersehbarer. Immersive präoperative Planung kombiniert mit endoskopischer Visualisierung schafft einen kontinuierlichen räumlichen Workflow, der Vorbereitung und Durchführung verbindet.
Präoperatives räumliches Verständnis
CT- und MRT-Aufnahmen werden in der Regel auf flachen Bildschirmen betrachtet, wodurch Chirurgen 3D-Zusammenhänge aus 2D-Schnitten mental rekonstruieren müssen. In der MISS, wo nur ein kleiner Bereich sichtbar ist, ist dieser kognitive Schritt besonders anspruchsvoll.
Die immersive Visualisierung wandelt patientenspezifische Bilddaten in interaktive 3D-Modelle um, die in der virtuellen Realität erkundet werden können. Chirurgen können Wirbel, Bandscheiben, Gelenke und neuronale Strukturen aus jedem Winkel untersuchen, den Operationszugang simulieren, den Eintrittspunkt festlegen und Variationen wie Deformitäten oder verlagerte Fragmente antizipieren. Das Ergebnis ist ein klarer räumlicher Plan: Zugangsweg, zu vermeidende Strukturen und das Ausmaß der Knochen- oder Bandentfernung, das erforderlich ist, um das Ziel sicher zu erreichen.
Intraoperative endoskopische Realität
Die Endoskopie liefert eine Echtzeitansicht durch einen minimalen Zugangskanal, ist jedoch von Natur aus lokal. Es ist immer nur ein kleiner Bereich sichtbar, und die Orientierung hängt von der internen räumlichen Karte des Chirurgen ab.
Durch die vorherige VR-Planung erhält diese Ansicht Kontext. Chirurgen wissen, was sich außerhalb der sichtbaren Bereiche befindet und wie die aktuelle Szene mit der gesamten Anatomie zusammenhängt. Das endoskopische Bild stimmt mit dem zuvor erkundeten 3D-Modell überein und ermöglicht eine sichere Navigation auch bei veränderten oder degenerierten Wirbelsäulen.
Galal A. Elsayed, M.D ist Assistenzprofessor für Neurochirurgie bei Och Spine am NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medicine und fungiert als Direktor für minimalinvasive Wirbelsäulenchirurgie bei Och Spine Queens. Sein klinischer Schwerpunkt liegt auf fortschrittlichen Techniken in der Wirbelsäulenchirurgie, mit besonderem Interesse an minimalinvasiven und bildgeführten Ansätzen.
Dr. Elsayed ist auch maßgeblich daran beteiligt, Extended Reality (XR) und Spatial Computing in die chirurgische Planung und Ausbildung zu integrieren und damit neue Wege zu ebnen, um Präzision und Patientenergebnisse zu verbessern.
Ein durchgängiger räumlicher Workflow
Die entscheidende Innovation ist die Integration. Präoperative VR-Exploration und intraoperative Endoskopie bilden ein räumliches Kontinuum: Der Chirurg navigiert zunächst virtuell durch die Anatomie und reproduziert diesen Weg anschließend in der Realität. Vorweggenommene Anatomie ersetzt intraoperative Unsicherheit, was besonders in komplexen Fällen von großem Wert ist.
Auswirkungen auf Training und Reproduzierbarkeit
Die MISS erfordert fortgeschrittenes räumliches Denken. Immersive Planung ermöglicht es Chirurgen in Ausbildung, die Patientenanatomie vor der Operation wiederholt zu erkunden und mentale Modelle mit den operativen Ansichten abzugleichen. Dies beschleunigt das räumliche Verständnis und verkürzt die Lernkurve.
Standardisierte 3D-Planung kann auch die Reproduzierbarkeit verbessern. Wenn Zugangswege und Ziele in einer gemeinsamen räumlichen Umgebung definiert werden, hängen die Vorgehensweisen weniger von der individuellen Interpretation von 2D-Bildern ab, was konsistente Ergebnisse und die Teamkommunikation unterstützt.
Hin zu KI-gestützten minimalinvasiven Workflows
KI-basierte Segmentierung kann automatisch Wirbel, Bandscheiben, Nerven und Pathologien in CT- und MRT-Daten identifizieren, die Erstellung von 3D-Modellen beschleunigen und relevante Anatomie hervorheben. Dies ermöglicht einen optimierten Workflow: automatisierte Rekonstruktion, immersive Planung des Zugangswegs und intraoperative Navigation entlang des geplanten Pfads.
Von der Visualisierung zum chirurgischen Workflow
Spatial Computing entwickelt sich von einem Visualisierungswerkzeug zu einem operativen Bestandteil der Chirurgie. In der MISS führt die Verknüpfung von VR-Planung mit endoskopischer Durchführung zu einem kontinuierlichen 3D-Verständnis der Anatomie, reduziert Unsicherheiten und erhöht die Präzision.
Die minimalinvasive Wirbelsäulenchirurgie wird immer mit engen Zugangswegen arbeiten. Spatial Computing verändert nicht die Anatomie, sondern die Art und Weise, wie Chirurgen sie wahrnehmen und navigieren. Die Integration von Planung und Durchführung in einen räumlichen Workflow führt zu einer besser vorhersehbaren und leichter erlernbaren Chirurgie.
Die minimalinvasive Wirbelsäulenchirurgie wird durch extrem kleine Zugänge durchgeführt. Die räumliche Orientierung ist eingeschränkt. Die Lernkurve ist steil.
In seinem Vortrag zeigt Neurochirurg Dr. Galal Elsayed, wie Spatial Computing dies verändern kann. Durch die Kombination von präoperativer VR-Planung mit intraoperativer endoskopischer Visualisierung erhalten Chirurgen bereits vor dem Betreten des Operationsfeldes ein klares 3D-Verständnis der Anatomie.
Patientenspezifische CT- und MRT-Daten werden in der virtuellen Realität erkundet, um den optimalen Zugangsweg zu definieren und anatomische Variationen vorherzusehen. Während der Operation liefert die Endoskopie die reale Ansicht durch den minimalen Zugangskanal. Zusammen bilden Planung und Durchführung einen durchgängigen räumlichen Workflow.
Dieser Ansatz reduziert Unsicherheiten, unterstützt die Navigation in komplexen oder deformierten Wirbelsäulen und verkürzt die Lernkurve für jüngere Chirurgen. Die Perspektive ist klar: Integrierte VR-Planung, endoskopische Chirurgie und KI-gestützte Workflows werden minimalinvasive Verfahren präziser und reproduzierbarer machen.
Spatial Computing entwickelt sich von der Visualisierung hin zum chirurgischen Workflow.
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