Genişletilmiş gerçeklik ortopediyi nasıl dönüştürüyor

Sanal, artırılmış ve karışık gerçeklik ortopedik eğitim, cerrahi ve rehabilitasyonu yeniden şekillendiriyor.

Makaleye git

KSSTA’da yayınlanan yakın tarihli bir makalede, yazarlar XR teknolojilerinin ortopedik eğitimi, ameliyat sırasındaki hassasiyeti ve rehabilitasyon sonuçlarını önemli ölçüde artırdığını gösterdi.

Sağlık ve ortopedi alanında XR teknolojileri

Sağlık alanında, XR teknolojileri sanal ve gerçek dünya ortamlarını birleştirerek tıbbi pratiğin işleyiş biçimini dönüştürüyor, tıp eğitimini yeniden şekillendiriyor, prosedürlerin hassasiyetini artırıyor ve hasta bakımını geliştiriyor. Örneğin, VR simülatörleri klinisyenlerin cerrahi beceriler geliştirmesine yardımcı olurken erken pratik klinik deneyimle ilişkili riskleri azaltmakta ve kadavra eğitimi ihtiyacını ortadan kaldırmaktadır.

Özellikle ortopedik cerrahide, AR navigasyon sistemleri, bileşen hizalamasını iyileştirerek ve intraoperatif hataları azaltarak total diz ve kalça artroplastisinde prosedür hassasiyetini artırır; bu da uzun vadede hasta sonuçlarının iyileşmesine yol açabilir.

Ortopedide dijital ikizler ve yapay zeka

Bu gelişmeler arasında, dijital ikiz teknolojisi ortopedi alanında XR’nin yenilikçi bir uygulaması olarak ortaya çıkmakta; birden fazla veri kaynağını hesaplamalı simülasyonlarla birleştirerek kişiselleştirilmiş cerrahi planlama, gerçek zamanlı rehabilitasyon takibi ve kas-iskelet hastalıklarının öngörücü modellemesini sağlar.

Bu XR gelişmelerinin yanı sıra, ChatGPT gibi büyük dil modelleri ve DeepSeek gibi yeni ortaya çıkan çok modlu AI sistemleri, tıbbi dile erişimi artırarak, makale hazırlamayı basitleştirerek ve klinik karar verme ile literatür incelemesi için yenilikçi araçlar sunarak ortopedik araştırmayı şekillendiriyor.

AI’yı XR platformlarına entegre etmek, kişiselleştirilmiş tahminler sağlayarak ve cerrahi eğitimi destekleyerek ortopedik cerrahiyi daha da geliştirme potansiyeline sahiptir.

Spor travmatolojisi ve artroskopide XR

Spor travmatolojisi ve artroskopi alanında XR teknolojileri, net ve klinik açıdan anlamlı avantajlar sunar.

VR tabanlı artroskopi simülatörleri, stajyerlerin güvenli, kontrollü ortamlarda omuz ve diz prosedürlerini tekrar tekrar çalışmasını sağlar; bu, beceri kazanımını hızlandırırken riski azaltır.

Ameliyat sırasında, AR destekli navigasyon ACL rekonstrüksiyonlarında tünel yerleşimini iyileştirebilir, çoklu bağ onarımları sırasında floroskopi kullanımını azaltabilir ve karmaşık omuz operasyonlarında görselleştirmeyi artırabilir.

Ameliyattan sonra, sanal ve AR tabanlı rehabilitasyon araçları hasta bağlılığını artırır, uzaktan izleme sağlar ve spora dönüş hazırlığıyla ilgili daha verimli kararları destekler.

İncelemenin kapsamı ve amaçları

Bu inceleme, XR entegrasyonunun ortopedik bakımda prosedürel sonuçları, hasta güvenliğini ve erişilebilirliği nasıl artırabileceğine dair klinisyen odaklı bir bakış açısı sunar. Üç ana sütuna odaklanmaktadır:

Etkileşimli teknolojilerle ortopedik cerrahi eğitimi

Cerrahi eğitim için VR tabanlı simülatörlerin kullanılması fikri, video oyun deneyimine sahip cerrahların özellikle artroskopik ve laparoskopik prosedürlerde dolaylı görselleştirme ve hassas motor koordinasyonu içeren görevlere daha hızlı adapte oldukları gözleminden ortaya çıktı.

VR simülatörleri, stajyerlere geniş bir beceri yelpazesini - anatomik diseksiyonlardan artroskopi, kırık onarımı ve artroplasti gibi karmaşık ameliyatlara kadar - güvenli, kontrollü ve risksiz ortamlarda pratik yapma imkanı sağlar.

VR simülatör türleri ve faydaları

Ekran tabanlı VR simülatörleri
Bu sistemler fiziksel modelleri, haptik geri bildirimi ve yüksek çözünürlüklü ekranları birleştirir. Genellikle takip edilen aletler kullanırlar fakat VR başlıklarına bağlı değillerdir.

Tam anlamıyla sürükleyici başlık tabanlı VR simülatörleri
Bunlar VR başlıkları ve el kontrol cihazları kullanarak tamamen sanal bir eğitim ortamı oluşturur.

Cerrahi eğitimde AR ve MR

Source: Aksoy ME, Kocaoglu B, Izzetoglu K, Agrali A, Yoner SI, Polat MD, et al. Assessment of learning in simulator-based arthroscopy training with the diagnostic arthroscopy skill score (DASS) and neurophysiological measures. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2023; 31: 5332–5345.

AR ve MR, sanal bileşenleri gerçek dünya ortamlarına entegre etmek için konum izleyiciler ve başa takılan ekranlar gibi özel cihazlar gerektirir. Bu cihazlar düşük geçiş çözünürlüğü gibi sınırlamalara rağmen ameliyat sırasında görüntü rehberliği, veri takibi ve cerrahi eğitim sağlar. AR, öğrencilerin katılımını artırır, gerçek zamanlı geri bildirim sunar ve eller serbest rehberlik ile uzaktan mentörlüğe olanak tanır.

Cerrahi eğitimde metaverse potansiyeli

Sözde metaverse, öğrenci katılımını artırma, güvenli karar alma ortamları, oyunlaştırma ve blok zinciri doğrulaması gibi avantajlar sunar. Gelecekteki sanal eğitim, son derece gerçekçi ve karmaşık simülasyonlara dönüşebilir ve potansiyel olarak ortopedi müfredatının ayrılmaz bir parçası haline gelebilir. Zorluklar arasında dijital erişim eşitsizlikleri, yüksek cihaz maliyetleri ve platform parçalanması bulunur.

Ortopedik cerrahide uygulamalar

Source: Aksoy ME, Kocaoglu B, Izzetoglu K, Agrali A, Yoner SI, Polat MD, et al. Assessment of learning in simulator-based arthroscopy training with the diagnostic arthroscopy skill score (DASS) and neurophysiological measures. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2023; 31: 5332–5345.

VR ve AR, ameliyat öncesi planlamayı, ameliyat sırasındaki navigasyonu ve ameliyat sonrası rehabilitasyonu dönüştürdü. VR cerrahi hassasiyeti ve planlamayı artırırken, AR ameliyat sırasında rehberlik, implant yerleştirme ve görselleştirmeyi iyileştirir.

Aşağıdaki tablo, cerrahi aşamalar boyunca temel uygulamaları özetleyerek kırık fiksasyonu, artroskopi ve artroplasti konularında XR teknolojilerinin belirgin klinik değerini göstermektedir.

Cerrahide AI ile XR entegrasyonu

AI ve VR/AR ile birleştiğinde, XR teknolojileri cerrahi planlama ve karar verme için uyarlanabilir çözümler sağlayabilir, eğitime yardımcı olabilir ve acemi ile deneyimli cerrahlar arasındaki deneyim farkını kapatabilir. Zorluklar arasında hasta verileriyle ilgili etik kaygılar ve nadir veya veri eksikliği olan durumlarda AI performansının sınırlı olması bulunmaktadır.

Kas-iskelet rehabilitasyonunda XR

Kas-iskelet rehabilitasyonunda XR tabanlı çalışmalar, telemedicine ve IMU gibi giyilebilir cihazlar aracılığıyla klinik ortamların ötesinde bakım sağlar, eklem hareketi ve yürümenin sürekli izlenmesini mümkün kılar. VR tam immersif ortamlar sunarken, AR sanal rehberliği gerçek egzersizlere bindirir. Çalışmalar uyumun arttığını, fonksiyonel iyileşmeyi, ağrı azaltımını ve yüz yüze fizyoterapiye benzer etkinliği göstermektedir.

Rehabilitasyonda gelecek yönelimler ve araştırma ihtiyaçları

XR rehabilitasyonu kronik bozukluklar, akut ağrı yönetimi ve fantom uzuv ağrısında da uygulanmaktadır. XR uygulamaları genişledikçe, gelecekteki araştırmalar protokolleri optimize etmeli, müdahaleleri kişiselleştirmeli ve rutin ortopedik uygulamada klinik etkinliği belirlemek için uzun vadeli sonuçları değerlendirmelidir.

Kişiselleştirilmiş ve öngörücü ortopedik bakım yolunda

XR teknolojileri, eğitim, cerrahi ve rehabilitasyon arasındaki boşluğu kapatarak ortopedik uygulamanın ayrılmaz bir parçası haline geliyor. VR simülatörleri güvenli ortamlarda beceri gelişimini hızlandırıyor, AR ve MR ameliyat içi hassasiyeti artırıyor ve XR tabanlı rehabilitasyon araçları klinik dışı bakımı genişletiyor. AI ve dijital ikiz entegrasyonunun ek potansiyeliyle, bu teknolojiler daha kişiselleştirilmiş, öngörücü ve verimli ortopedik bakım vaat ediyor.