VR in der interventionellen Schmerzmedizin

Eine neue Fallserie, veröffentlicht im Journal of Clinical Medicine von einem Team von Weill Cornell Medicine zeigt eindrucksvoll, wie virtuelle Realität die präprozedurale Planung in der interventionellen Schmerztherapie erheblich verbessern kann.

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Immersive Visualisierung für komplexe Fälle

Verfahren zur Behandlung chronischer Schmerzen wie periphere Nervenstimulation (PNS), Nervenblockaden und intrathekale Pumpenplatzierungen erfordern ein detailliertes anatomisches Verständnis. Besonders komplex wird es bei Patienten mit Tumoren, veränderter Anatomie oder vorherigen Operationen. In solchen Fällen reicht herkömmliche 2D-Bildgebung oft nicht aus – hier kommt VR ins Spiel.

Durch die Umwandlung von Standard-CT- und MRT-Scans in patientenspezifische 3D-Modelle mithilfe der KI-gestützten Software von Medicalholodeck konnten Kliniker die Anatomie in immersivem Raum untersuchen, präzise Eingriffsverläufe planen und Risiken minimieren. In sechs ausgewählten Patientenfällen unterstützte die VR-Vorplanung erfolgreiche Eingriffe – selbst bei zuvor gescheiterten oder risikoreichen Interventionen.

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Patient 2 mit Nervenschmerzen nach Hüftoperation: (A) Das MRT zeigt eine Schraube, die auf einen Nervenbereich im Becken drückt; (B) Nach Entfernung der Schraube halfen 3D-Bilder bei der Planung des Zugangs zum Nerv, da ein wichtiger Orientierungspunkt fehlte; (C) Das Endbild zeigt die erfolgreiche Verabreichung von Schmerzmedikation an den Nerv.

Medicalholodeck im Einsatz

Von 2022 bis 2024 nutzte das Team die volumetrische Rekonstruktionsplattform von Medicalholodeck Medical Imaging XR, um DICOM-Dateien automatisch zu segmentieren und vollständige 3D-Patientenmodelle für die Überprüfung in VR zu erstellen. Diese Modelle ermöglichten es den Fachleuten:

  • Komplexe Anatomien visualisieren und manipulieren

  • Winkel und Entfernungen im realen Maßstab messen

  • Sichere Wege für Nadeln und Leitungen identifizieren

  • Alternative Ansätze planen, wenn frühere Interventionen fehlgeschlagen sind

Die Segmentierungs-Engine hinter Medicalholodeck basiert auf dem nnU-Net-Framework, das auf vielfältigen CT-Datensätzen trainiert wurde, um eine hohe Genauigkeit in verschiedenen klinischen Szenarien zu gewährleisten. Kliniker konnten die Segmentierungen weiter verfeinern und Interessensbereiche annotieren.

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Patient 3 mit krebsbedingten Schmerzen, der Opioide nicht vertragen konnte, erhielt eine intrathekale Pumpe: (A) MRT zeigt eine Knochenläsion an der L5-Wirbelkörper; (B) 3D-Bildgebung half dabei, den sichersten Weg für die Katheterplatzierung um den Tumor herum zu planen; (C) Das Abschlussbild zeigt, dass der Pumpenkatheter korrekt durch den L3/4-Bereich positioniert wurde.

Fall-Highlights

  • Fall 1: Ein Patient mit umfangreicher zervikaler Instrumentierung und Kyphose erhielt ein PNS. VR half, einen sichereren Zugang zu identifizieren und Komplikationen durch die Implantate zu vermeiden.

  • Fall 2: Nach Entfernung einer Beckenschraube fehlte ein wichtiger fluoroskopischer Orientierungspunkt. VR ermöglichte eine 3D-Rekonstruktion zur erfolgreichen Planung einer Pudendusnervenblockade trotz veränderter Anatomie.

  • Fall 3: Bei einem Krebspatienten mit Wirbelsäulenmetastasen half VR, die Platzierung einer intrathekalen Pumpe zu planen, indem Tumorränder bewertet und ein sicherer Zugangspunkt identifiziert wurde.

  • Fall 4: Ein Patient mit Lymphom wurde hinsichtlich einer Neuromodulation bewertet. VR-Modellierung zeigte, dass die Platzierung eines epiduralen Leads unsicher wäre, weshalb auf periphere Nervenstimulation umgestellt wurde.

  • Fall 5: Nach einer Bauchoperation und Muskelatrophie half die VR-Planung dabei, die Platzierung der PNS-Elektrode zu steuern, um chronische Beckenschmerzen zu behandeln, ohne benachbarte Strukturen zu beschädigen.

  • Fall 6: Bei einem Sarkompatienten mit eingeschränkter Lungenfunktion half VR dabei, eine sichere Zone für eine Blockade des Ischiasnervs oberhalb der Tumorränder zu identifizieren – wodurch Schmerzen gelindert und eine Chemotherapie ermöglicht wurde.

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Patient 5 wurde mit peripherer Nervenstimulation (PNS) wegen chronischer Bauchwand-Schmerzen behandelt: (A) CT-Aufnahmen zeigen eine Flüssigkeitsansammlung in der Nähe einer früheren Hernienreparatur; (B) 3D-Bildgebung wurde verwendet, um den besten Weg für die Platzierung der Elektroden zu planen; (C) Ultraschallgesteuerte Platzierung der Elektroden in der Nähe des Nervus ilioinguinalis und Nervus iliohypogastricus; (D) Zusätzliche Elektrodenplatzierung in der Nähe des Nervus genitofemoralis.

Warum VR funktioniert

Im Gegensatz zur flachen Bildgebung verschafft VR Klinikern das räumliche Bewusstsein, das zur Navigation in komplexen Fällen erforderlich ist. In dieser Fallserie ermöglichte es:

  • Bessere Verfahrensgenauigkeit

  • Verbesserte Entscheidungsfindung

  • Verringerte intraoperative Unsicherheit

  • Verbesserte Patientenergebnisse

Bemerkenswert ist, dass VR auch die kollaborative Planung unterstützte – Teams überprüften gemeinsam Modelle in der virtuellen Umgebung, um Optionen zu erkunden und fundierte Entscheidungen zu treffen.

KI + VR: ein perfektes Zusammenspiel

Die Fälle zeigten, dass die automatische Segmentierung die Modellierungszeit erheblich verkürzte. Während die manuelle Segmentierung (mit Tools wie Elucis) bei komplexen Fällen mehr Details bot, Der KI-gestützte Ansatz von Medicalholodeck lieferte schnelle und qualitativ hochwertige Ergebnisse, ideal für die routinemäßige Planung. Die Möglichkeit, zwischen automatischen und manuellen Methoden zu wechseln, gab Klinikern Flexibilität entsprechend der Fallkomplexität.

Was das für das Schmerzmanagement bedeutet

Diese Serie zeigt ein neues Paradigma in interventionellen Schmerzverfahren. Da VR immer zugänglicher und benutzerfreundlicher wird, können Kliniker es einsetzen, um:

  • Sicherere Eingriffe planen

  • Optionen bei zuvor gescheiterten Verfahren erkunden

  • Patienten mit ihren eigenen 3D-Modellen aufklären

  • Vertrauen durch visuelle, kollaborative Planung aufbauen

VR ist nicht mehr nur ein Trainingswerkzeug. Heute wird sie von Klinikern in realen Krankenhäusern eingesetzt, um die Versorgung zu verbessern – gestützt auf messbare Ergebnisse.

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Patient 6 mit Ischiasnervenschmerz, verursacht durch einen großen Tumor in den Oberschenkelmuskeln: (A) CT zeigt, dass der Tumor einen Großteil des Ischiasnervs komprimiert; (B) 3D-Bildgebung wurde verwendet, um den Tumor zu vermessen und eine sichere Injektionsroute darüber zu planen; (C) Ein ultraschallgesteuerter Nervenblock wurde erfolgreich oberhalb des Tumors in der Nähe des Musculus piriformis durchgeführt.

Erstellt mit Medicalholodeck

Die XR-Plattform von Medicalholodeck ermöglichte vier der sechs Fälle in dieser Studie unter Verwendung von Standard-CT/MRT-Daten und einem Meta Quest Headset. Ob Sie eine Nervenblockade planen, die Platzierung von Elektroden kartieren oder die Tumornähe visualisieren – unsere Werkzeuge bringen Patientendaten in einen immersiven Raum für fundiertere Entscheidungen.
Erfahren Sie, wie Medicalholodeck Ihrem Team helfen kann:

  • Erstellen Sie 3D-Modelle in wenigen Minuten

  • Segmentieren Sie Anatomie mit KI

  • Visualisieren Sie in immersivem VR/AR

  • Trainieren Sie Verfahren mit höherer Präzision

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