Phẫu thuật chính xác trong nhi khoa với Thực tế ảo

Nội soi lồng ngực hỗ trợ video điều trị dị tật phổi nang bẩm sinh đồng thời bảo vệ mô lành, nhưng các bác sĩ phẫu thuật cần những hiểu biết chi tiết đặc thù từng bệnh nhân mà các hình ảnh 2D và 3D thường không cung cấp được. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Y khoa Nam Kinh và Đại học Thanh Hải đã sử dụng Medicalholodeck để tạo mô hình VR 3D đặc thù từng bệnh nhân, cải thiện nhận dạng và hiểu biết không gian về giải phẫu phức tạp.

Cải thiện nội soi lồng ngực với hình ảnh 3D không gian

Mở lồng ngực từ lâu đã là nền tảng trong quản lý phẫu thuật các bệnh lý phổi. Nội soi ngực cung cấp một phương pháp thay thế bảo tồn mô giúp cải thiện đáng kể khả năng hồi phục của bệnh nhân. So với phẫu thuật mở, các thủ thuật nội soi ngực liên quan đến ít mất máu hơn, hồi phục nhanh hơn và mất mô phổi khỏe mạnh tối thiểu.

Nội soi lồng ngực đòi hỏi kỹ thuật cao và cần hiểu biết không gian xuất sắc về giải phẫu phổi phức tạp. Hình ảnh 2D thông thường hoặc 3D tĩnh thường không đủ cho kế hoạch trước phẫu thuật chính xác.

Ngược lại, các mô hình thực tế ảo 3D biến đổi hình ảnh y tế tiêu chuẩn thành các biểu diễn động, tương tác, nâng cao sự hiểu biết về giải phẫu và cho phép chuẩn bị phẫu thuật chính xác và cá nhân hơn.

Tái tạo thực tế ảo trước phẫu thuật và hình dung tương ứng trong phẫu thuật của mạch máu mục tiêu và cấu trúc phế quản. A Sơ đồ lập kế hoạch tái tạo ba chiều thực tế ảo trước phẫu thuật. B Tình huống trong phẫu thuật. (CPAM: Dị dạng đường thở phổi bẩm sinh; A⁶: Động mạch phổi đến phân đoạn trên thùy dưới; V⁶: Tĩnh mạch phổi từ phân đoạn trên thùy dưới; A¹⁰: Động mạch phổi phân đoạn nền phía sau; V¹⁰: Tĩnh mạch phổi phân đoạn nền phía sau; B⁶: Phế quản đến phân đoạn trên thùy dưới; B¹⁰: Phế quản phân đoạn nền phía sau)

Thực tế ảo trong lập kế hoạch trước phẫu thuật

Mục tiêu chính của nghiên cứu này là đánh giá tính hữu ích của các bộ kính độc lập cho kế hoạch trước phẫu thuật trong các ca phẫu thuật cắt phân đoạn lồng ngực cho trẻ em. Mười chín bệnh nhi đã trải qua phẫu thuật cắt phân đoạn giải phẫu lồng ngực được phân tích. Các mô hình ba chiều đặc thù cho bệnh nhân được tạo ra bằng cách sử dụng Medical Imaging XR, dựa trên dữ liệu CT tăng cường tương phản.

Hình ảnh so sánh giữa chụp cắt lớp vi tính (CT) thông thường và tái tạo thực tế ảo sử dụng phần mềm Medicalholodeck. A Hình cắt ngang CT thông thường. B Hình mặt đứng CT thông thường. C Hình mặt bên CT thông thường. D Tái tạo 3 chiều thực tế ảo. (CPAM: Dị dạng đường thở phổi bẩm sinh)

Sau khi mô hình được tái tạo, đội phẫu thuật đã cùng nhau xem xét mối quan hệ không gian giữa các tổn thương và các cấu trúc quan trọng liền kề trong môi trường thực tế ảo. Để xác nhận độ chính xác giải phẫu, hai bác sĩ phẫu thuật độc lập, có trình độ giảng viên liên kết hoặc cao hơn, đã đánh giá tất cả các hình ảnh trước phẫu thuật, tập trung vào độ chính xác của phân nhánh động mạch phổi, kích thước mạch máu và các đường đi tĩnh mạch.

Dựa trên kế hoạch trước phẫu thuật này, các ca phẫu thuật nội soi ngực đã được thực hiện với sự giải phẫu tuần tự các mạch máu và phế quản mục tiêu dưới sự hướng dẫn của các điểm mốc lấy từ thực tế ảo. Hiệu quả của tái tạo VR trong việc hỗ trợ điều hướng trong phẫu thuật được đánh giá liên tục.

Cắt bỏ nội soi lồng ngực an toàn hơn

Tất cả 19 ca phẫu thuật đều hoàn thành thành công bằng phương pháp nội soi lồng ngực, không có ca nào chuyển sang phẫu thuật mở. Các mô hình tái tạo VR trước phẫu thuật cho thấy phân định giải phẫu ưu việt so với CT thông thường, với hai đánh giá viên độc lập xác nhận việc hiển thị chi tiết các nhánh phế quản phân đoạn và mối quan hệ không gian với mạch máu phổi được cải thiện.

Tái tạo VR trước phẫu thuật tương quan với hình ảnh phẫu thuật trong mổ của một bệnh nhân trải qua cắt bỏ phân đoạn kết hợp S9+S10 cho tổn thương thùy dưới bên trái. A Tái tạo thực tế ảo trước phẫu thuật của A⁶, A⁸, A⁹, A¹⁰. B và C xử lý các tình huống trong phẫu thuật: A⁸, A⁹, A¹⁰, vv. D Tái tạo thực tế ảo trước phẫu thuật của A⁹, A¹⁰, V⁹, vv. E và F xử lý các tình huống trong phẫu thuật: A⁹, V⁹, V¹⁰, vv. (A⁶: Động mạch phổi phân đoạn trên; A⁸: Động mạch phổi phân đoạn nền trước giữa; A⁹: Động mạch phổi phân đoạn nền bên; A¹⁰: Động mạch phổi phân đoạn nền sau; V⁶: Tĩnh mạch phổi phân đoạn trên; V⁸: Tĩnh mạch phổi phân đoạn nền trước giữa; V⁹: Tĩnh mạch phổi phân đoạn nền bên; V¹⁰: Tĩnh mạch phổi phân đoạn nền sau; B⁹⁺¹⁰: Phế quản đến phân đoạn nền bên và phế quản đến phân đoạn nền sau)

Công nghệ VR cho phép đánh giá chính xác ranh giới tổn thương trong các trường hợp phức tạp, tạo điều kiện cho việc lập kế hoạch sớm các ca cắt bỏ mở rộng nhằm đảm bảo loại bỏ hoàn toàn các khu vực bị ảnh hưởng. Công nghệ tái tạo 3D VR đã biến đổi việc lập kế hoạch chính xác trong các phẫu thuật cắt phân đoạn kết hợp.

Trong các trường hợp phức tạp với biến thể mạch máu có nguy cơ cao, VR cung cấp hình ảnh động, nổi ba chiều về giải phẫu dị thường. Các bác sĩ phẫu thuật có thể luyện tập trước mặt cắt, giảm thiểu nguy cơ chảy máu nghiêm trọng do tổn thương mạch máu ngoài ý muốn.

Ưu điểm của hình ảnh không gian

Đánh giá trước phẫu thuật truyền thống sử dụng CT có cản quang và 3D-CTBA đòi hỏi các bác sĩ phải tái tạo mối quan hệ 3D từ màn hình 2D một cách tưởng tượng. Hệ thống HMD-VR khắc phục những hạn chế này bằng cách cung cấp hình ảnh 3D nhập vai từ dữ liệu CT. Các bác sĩ phẫu thuật có thể xoay mô hình, quan sát các mối quan hệ không gian giữa tổn thương và cấu trúc quan trọng, và mô phỏng đường đi phẫu thuật, tăng cường lập kế hoạch, chuẩn bị và cá nhân hóa trước phẫu thuật.

VR cung cấp các mô hình holographic tương tác, động, tái tạo các góc nhìn nội soi tự nhiên và giảm sự phụ thuộc vào khả năng tưởng tượng không gian. Lợi ích của Thực tế ảo mở rộng đến hợp tác nhóm, cho phép trực quan hóa nhập vai chung hỗ trợ thảo luận đa ngành và xây dựng đồng thuận trong các trường hợp phức tạp.

Cách bắt đầu với Medicalholodeck

Medical Imaging XR cho phép các bác sĩ nhìn thấy, đánh giá và hợp tác trong một môi trường không gian nhập vai. Nó cho phép tương tác thời gian thực với các mô hình 3D cụ thể của bệnh nhân, nâng cao hiểu biết về giải phẫu, cải thiện độ chính xác chẩn đoán và hỗ trợ lập kế hoạch phẫu thuật chính xác hơn.

Medicalholodeck tích hợp với các hệ thống bệnh viện an toàn, cung cấp truy cập PACS, xử lý dữ liệu tuân thủ HIPAA và bảo mật toàn diện cho bệnh nhân. Nó hoạt động trên các thiết bị VR headset, PC, iPad và iPhone để sử dụng linh hoạt trong bệnh viện, lớp học và trung tâm đào tạo.

Các tính năng chuyên biệt cho kế hoạch phẫu thuật chỉ có ở Medical Imaging XR PRO FDA.

Hiện tại, Medicalholodeck chỉ được sử dụng cho mục đích giáo dục. Nền tảng đang được chứng nhận FDA và CE, và chúng tôi mong đợi Medical Imaging XR PRO sẽ sớm có mặt trên thị trường Hoa Kỳ và EU.