仮想現実を用いた小児科の精密手術

ビデオ支援胸腔鏡は先天性嚢胞性肺奇形を治療し、健康な組織を保護しますが、外科医は2Dおよび3Dビューでしばしば提供できない患者固有の詳細な洞察を必要とします。南京医科大学と青海大学の研究者はMedicalholodeckを使用して患者固有の3D VRモデルを作成し、複雑な解剖学の認識と空間理解を改善しました。

空間3Dイメージングによる胸腔鏡の改善

開胸術は長い間、肺疾患の外科管理の基盤となってきました。胸腔鏡は組織を温存する代替手段を提供し、患者の回復を大幅に改善できます。開放手術と比較して、胸腔鏡手術は出血量が少なく、回復が早く、健康な肺組織の損失が最小限です。

胸腔鏡は技術的に要求が高く、複雑な肺解剖学の優れた空間理解を必要とします。従来の2Dまたは静的な3D画像は正確な術前計画には不十分なことが多いです。

対照的に、3Dバーチャルリアリティモデルは標準的な医療画像を動的でインタラクティブな表現に変換し、解剖学の理解を深め、より正確で個別化された手術準備を可能にします。

術前バーチャルリアリティ再構成および標的血管および気管支構造の対応する術中視覚化。A 術前バーチャルリアリティ三次元再構成計画図。B 術中状況。(CPAM：先天性肺気道奇形；A⁶：下葉上部区の肺動脈；V⁶：下葉上部区からの肺静脈；A¹⁰：後基底区肺動脈；V¹⁰：後基底区肺静脈；B⁶：下葉上部区気管支；B¹⁰：後基底区気管支)

術前計画におけるバーチャルリアリティ

本研究の主な目的は、小児胸腔鏡下肺区域切除術におけるスタンドアロンヘッドセットの術前計画における有用性を評価することでした。胸腔鏡解剖学的区域切除術を受けた19人の小児患者が解析されました。患者特異的な三次元モデルは使用して生成されました Medical Imaging XR, 造影剤増強CTデータに基づく。

Medicalholodeckソフトウェアを使用した従来のCTとバーチャルリアリティ再構成の比較可視化。A 従来のCT横断面ビュー。B 従来のCT冠状面ビュー。C 従来のCT矢状面ビュー。D バーチャルリアリティ三次元バーチャル再構成。（CPAM：先天性肺気道奇形）

モデル再構成後、外科チームはVR環境内で病変と隣接する重要構造との空間的関係を共同でレビューしました。解剖学的忠実度を確認するために、准教授レベル以上の二人の独立した執刀医が、肺動脈の分岐、血管径、静脈の走行の正確さに焦点を当てて、すべての術前画像を評価しました。

この術前計画に基づき、VR由来のランドマークに導かれて、胸腔鏡手術において標的血管および気管支の連続解剖が行われた。術中ナビゲーションを促進するVR再構築の効果が継続的に評価された。

より安全な胸腔鏡手術切除

19例の手術はすべて胸腔鏡下で成功裏に終了し、開胸への移行はありませんでした。術前VR再構築は従来のCTに比べ優れた解剖学的描出を示し、2人の独立した評価者が肺区域気管支分岐と肺血管との空間的関係の可視化の向上を確認しました。

術前VR再構築は、左下葉病変のS9+S10複合区域切除を受ける患者の術中手術画像と相関していました。A A⁶、A⁸、A⁹、A¹⁰の術前バーチャルリアリティ再構築。BおよびC 手術中の対応状況：A⁸、A⁹、A¹⁰等。D A⁹、A¹⁰、V⁹等の術前バーチャルリアリティ再構築。EおよびF 手術中の対応状況：A⁹、V⁹、V¹⁰等。（A⁶：上区肺動脈；A⁸：前内側基底区肺動脈；A⁹：側面基底区肺動脈；A¹⁰：後基底区肺動脈；V⁶：上区肺静脈；V⁸：前内側基底区肺静脈；V⁹：側面基底区肺静脈；V¹⁰：後基底区肺静脈；B⁹⁺¹⁰：側面基底区気管支と後基底区気管支）

VR技術は複雑な症例で病変境界の正確な評価を可能にし、影響を受けた領域の完全な切除を保証するための拡大切除の早期計画を促進しました。VR 3D再構築技術は、複合区域切除の精密な計画を変革しました。

高リスクの血管変異を伴う複雑な症例において、VRは異常な解剖の動的かつ立体的な可視化を提供しました。術前に解剖部位のシミュレーションが可能となり、不慮の血管損傷による致命的な出血リスクが軽減されました。

空間イメージングの利点

造影剤増強CTおよび3D-CTBAを使用した従来の術前評価では、臨床医が2Dディスプレイから3Dの関係を心的に再構築する必要があります。HMD-VRシステムは、CTデータの没入型3Dレンダリングを提供することでこれらの制限を克服します。外科医はモデルを回転させ、病変と重要な構造との空間関係を可視化し、手術の軌跡をシミュレートでき、術前計画、準備、およびパーソナライズを強化します。

VRは自然な内視鏡視点を再現する動的かつインタラクティブなホログラフィックモデルを提供し、空間的想像への依存を減らします。VRの利点はチームコラボレーションにも及び、共有された没入型可視化により複雑な症例での多職種ディスカッションとコンセンサス構築を支援します。

Medicalholodeckの使い始め方

Medical Imaging XRは、臨床医が没入型の空間環境内で視覚化、評価、および協力を可能にします。患者固有の3Dモデルとリアルタイムで対話でき、解剖学的理解を高め、診断の精度を向上させ、より正確な外科計画をサポートします。

Medicalholodeckは安全な病院システムと統合し、PACSアクセス、HIPAA準拠のデータ処理、完全な患者セキュリティを提供します。VRヘッドセット、PC、iPad、iPhoneで動作し、病院、教室、トレーニングセンターで柔軟に使用できます。

外科手術計画のための特殊機能は、Medical Imaging XR PRO FDAに限定されています。

現在、Medicalholodeckは教育目的のみで利用可能です。プラットフォームはFDAおよびCE認証を受けており、Medical Imaging XR PROは近く米国およびEU市場で利用可能になる見込みです。