تم استخدام شاشة الواقع المعزز المثبتة على الرأس ، Magic Leap ، جنبا إلى جنب مع نظام الملاحة التقليدي لوضع مسامير عنيق في نموذج خنزير من خلال الالتزام بسير عمل جديد. مع متوسط وقت إدخال يبلغ <2.5 دقيقة ، تم تحقيق الدقة الفنية دون المليمتر والدقة السريرية بنسبة 100٪ وفقا ل Gertzbein.
يساعد هذا البروتوكول في تقييم دقة وسير عمل نظام الملاحة الهجين للواقع المعزز (AR) باستخدام شاشة Magic Leap المثبتة على الرأس (HMD) لوضع برغي عنيق طفيف التوغل. تم وضع عينات الخنازير الجثة على طاولة جراحية وملفوفة بأغطية معقمة. تم تحديد مستويات الاهتمام باستخدام التنظير الفلوري ، وتم إرفاق إطار مرجعي ديناميكي بالعملية الشائكة لفقرة في المنطقة محل الاهتمام. تم إجراء التصوير المقطعي المحوسب شعاع مخروطي (CBCT) ، وتم إنشاء عرض 3D تلقائيا ، والذي تم استخدامه للتخطيط اللاحق لمواضع المسمار عنيق. تم تزويد كل جراح ب HMD الذي تمت معايرته بشكل فردي وتوصيله بنظام الملاحة في العمود الفقري.
تم استخدام الأدوات الملاحية ، التي تم تتبعها بواسطة نظام الملاحة وعرضها في 2D و 3D في HMD ، ل 33 قنية عنيق ، يبلغ قطر كل منها 4.5 مم. تم تقييم فحوصات CBCT بعد الإجراء من قبل مراجع مستقل لقياس الدقة الفنية (الانحراف عن المسار المخطط) والسريرية (درجة Gertzbein) لكل قنية. تم قياس وقت الملاحة لكل قنية. كانت الدقة الفنية 1.0 مم ± 0.5 مم عند نقطة الدخول و 0.8 مم ± 0.1 مم عند الهدف. كان الانحراف الزاوي 1.5 درجة ± 0.6 درجة ، وكان متوسط وقت الإدخال لكل قنية 141 ثانية ± 71 ثانية. كانت الدقة السريرية 100٪ وفقا لمقياس درجات Gertzbein (32 درجة 0 ؛ 1 درجة 1). عند استخدامها لقنية عنيق طفيفة التوغل في نموذج الخنازير ، يمكن تحقيق الدقة التقنية تحت المليمتر والدقة السريرية بنسبة 100٪ باستخدام هذا البروتوكول.
يعد الموضع الصحيح لمسامير عنيق أمرا مهما لتجنب تلف الهياكل الوعائية العصبية في العمود الفقري وحوله. دقة التنسيب باستخدام تقنية اليد الحرة متغيرة للغاية1. باستخدام الملاحة 3D ، يتم تحسين الدقة مقارنة بالطرق التقليدية الموجهة بالصور القائمة على التنظير الفلوري أثناء العملية. دقة أعلى يقلل من خطر جراحة المراجعة 2,3.
مع التقدير الذي يعني أن متوسط العمر المتوقع سيستمر في الزيادة ، سيحتاج عدد متزايد من المرضى المسنين إلى إجراءات جراحية في العمود الفقري لمختلف الأمراض4. تكتسب الأساليب طفيفة التوغل أرضية بسبب انخفاض معدل الإصابة بها ، خاصة عند كبار السن 5,6. ومع ذلك ، تعتمد هذه الأساليب على حلول ملاحية دقيقة. نظرا لأن الملاحة تعتمد على الصور ، تبذل الجهود لتقليل التعرض للإشعاع أثناء العملية للمرضى والموظفين7،8،9،10.
الواقع المعزز (AR) هو تقنية ناشئة في الملاحة الجراحية تهدف إلى تحسين الدقة والفعالية في غرفة العمليات (OR)11. يقوم الواقع المعزز بتركيب المعلومات التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر على عرض العالم الحقيقي. يعمل هذا بشكل جيد بشكل خاص عندما يتم عرض المعلومات المتراكبة من خلال HMD. لهذا الغرض ، اكتسبت HMDs التي تستخدم تقنية العرض على الزجاج الأمامي الانتباه نظرا لصغر حجمها وقابليتها للنقل وإمكانية الحفاظ على خط رؤية مباشر. تتوفر العديد من HMDs في السوق اليوم للملاحة AR12،13،14،15،16.
سماعة الرأس Magic Leap عبارة عن HMD بصري شفاف ، بما في ذلك العديد من الكاميرات ومستشعر العمق ووحدات القياس بالقصور الذاتي ، والتي تستخدم لتحديد موضع واتجاه سماعة الرأس في البيئة. كان الغرض من هذه الدراسة هو تقييم سير عمل Magic Leap HMD ، جنبا إلى جنب مع نظام الملاحة التقليدي وجهاز CBCT المحمول المتطور ، للتصوير أثناء العملية في بيئة جراحية واقعية.
في هذه الدراسة ، تم وصف سير عمل جديد لوضع برغي عنيق طفيف التوغل باستخدام HMD في ظروف معقمة وتقييم دقته. هناك العديد من التقارير العلمية حول أنظمة HMD للملاحة القحفية والعمود الفقري ، حصل اثنان منها على موافقة إدارة الغذاء والدواء للاستخدام السريري17,18. أظهرت دراسات أخرى نتائج واعدة في قابلية استخدام HMDs في البيئات المعقمة19,20 ، بالإضافة إلى دقة جيدة في الدراسات الوهمية والجثث 12,13,21. تدعم نتائج الدراسة الحالية فائدة وجدوى سير العمل في بيئة معقمة ويمكن أن تكون بمثابة أساس مهم للإدخال السريري للجهاز الحالي.
تتميز هذه الدراسة بالوصف التفصيلي للإجراء في غرفة العمليات. باستخدام مفهوم التنقل المتكامل ، بما في ذلك CBCT و HMD أثناء العملية ، يمكن أتمتة تسجيل المريض وتراكب الصور لتوفير الوقت والجهد في غرفة العمليات. بمجرد اكتمال الإعداد وتجهيز الجراحين ب HMD الذي تمت معايرته للعين ، يمكن تنفيذ جميع الخطوات الأخرى بسلاسة. من المزايا الرائعة للتخطيط المسبق لمسارات المسمار أن أي انحراف عن المسار الصحيح يمكن تصوره وتصحيحه على الفور.
عند اكتمال التخطيط ، يمكن رؤية المسارات من خلال عنيق وسوف تتطابق مع الانحناءات التشريحية للعنايق. ستصبح أي مسارات لا تتطابق مع انحناء الآخرين واضحة ، ويمكن للجراح بعد ذلك تصحيحها لتسهيل وضع القضيب اللاحق. يتم حفظ المسارات المخطط لها ، ويمكن استخدامها بعد ذلك لتقييم الدقة الفنية بعد الاندماج في فحوصات ما بعد الجراحة. في هذا السياق ، الدقة الفنية هي مزيج من الخطأ الوارد لنظام الملاحة وقدرة الجراح على الالتزام بالمسار المخطط له. الأهم من ذلك ، أن إمكانية إجراء تأكيد CBCT يسمح بالمراجعة أثناء العملية لأي برغي قد يتم وضعه بشكل غير صحيح ، على الرغم من الملاحة.
CBCT هو جهاز تصوير معروف ويستخدم على نطاق واسع للملاحة أثناء العملية والتحقق بعد العملية الجراحية. يوفر CBCT صورا 3D بجودة عالية مقارنة بصور 2D من C-arm ، وهو جهاز شائع الاستخدام في جراحة العمود الفقري. جودة الصورة ودقة التشخيص ل CBCT قابلة للمقارنة مع التصوير المقطعي المحوسب التقليدي. تتشابه متطلبات الوقت للإعداد واللف المعقم مع متطلبات الذراع C القياسية ولكن مع تصوير بجودة تشخيص أفضلبكثير 22،23،24،25.
الفرق في الدقة التقنية بين نقطة الدخول والنقطة المستهدفة هو نتيجة لحقيقة أن الدقة في نقطة الدخول تعتمد بشكل كبير على التشريح في نقطة الدخول المختارة. إذا تم وضع نقطة الدخول على منحدر على سطح العظم ، فهناك دائما خطر تخطي26,27. عندما يتم إدخال عنيق ، ستوجه الجدران القشرية الصلبة الجهاز ، وبالتالي ، سيكون الانحراف عند الهدف أصغر بسبب عدم وجود مجال للتذبذب.
يوفر HMD نموذج 3D الذي يتم تقديمه من CBCT أثناء العملية أو التصوير قبل الجراحة وتعزيزه على العمود الفقري الفعلي. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يعرض صور 2D في الطائرات المحورية والسهمية والإكليلية ، بالإضافة إلى نموذج 3D ثان يمكن للجراح تدويره ووضعه في أي مكان في الفضاء الافتراضي ، بناء على التفضيل الشخصي. يتم حاليا التفاعل مع برنامج العرض باستخدام جهاز تحكم عن بعد. لاستخدام جهاز التحكم عن بعد هذا في بيئة معقمة ، يجب وضعه في كيس بلاستيكي معقم. هذه ممارسة قياسية مع العديد من الأجهزة المحمولة غير المعقمة التي يجب استخدامها في البيئات المعقمة. ومع ذلك ، في البيئة السريرية ، يفضل إيماءات اليد أو الأوامر الصوتية. أثناء التنقل ، توفر التمثيلات الافتراضية للأدوات المتعقبة في طرق العرض 2D و 3D ملاحظات بصرية لمساعدة الجراح.
لقد تطورت HMD نفسها ، والجيل الثاني من Magic Leap أخف وزنا ولديه مجال رؤية أكبر. يعد مجال الرؤية عاملا مهما في استخدام HMDs ويمثل إحدى الميزات التي يتم تطويرها باستمرار. كان مجال رؤية Magic Leap فعالا تماما لإجراء هذه التجربة ولم يشكل أي قيود على سير العمل. يحتوي كل HMD على جهاز كمبيوتر صغير خاص به يحتاج الجراح إلى ارتدائه تحت العباءة المعقمة. يتم الاتصال بين HMD ونظام الملاحة عبر Wi-Fi ، وقد تؤدي قيود الشبكة إلى زمن الوصول. على الرغم من أن هذا المنتج هو النموذج الأولي الأول ، إلا أن النتائج الحالية تشير إلى دقة سريرية ممتازة ودقة تقنية دون المليمتر.
حدود هذه الدراسة هي حجم العينة الصغير ونموذج الخنازير والجثث. لا يمكن تقييم الآثار المحتملة للتنفس والنزيف على الدقة. على الرغم من استخدام تقنية طفيفة التوغل ، لم يتم إدخال مسامير. ومع ذلك ، كانت القنوات اللولبية مرئية بسهولة وسمحت بإجراء تقييم دقيق للدقة دون تدخل من القطع الأثرية المعدنية. في الختام ، تقدم هذه الورقة وصفا تفصيليا لسير عمل جديد لتنقل HMD AR. عند استخدامها لقنية عنيق طفيفة التوغل في نموذج الخنازير ، يمكن تحقيق الدقة التقنية تحت المليمتر والدقة السريرية بنسبة 100٪.
The authors have nothing to disclose.
اي.
Instrument tracking array spine & trauma 4-marker | Brainlab | ||
Curve Navigation System | Brainlab | Navigation System![]() |
|
Disposable clip-on remote control | Brainlab | SmartClip | |
Drill guide tube, handle with marker spheres, drill guide depth control insertable, drill bits | Brainlab | Drill guide and accessories | |
Expedium | DePuy Synthes | Screwdriver![]() |
|
Instrument calibration matrix | Brainlab | Instrument Calibration Matrix![]() |
|
Loop-X | Brainlab | CBCT scanner![]() |
|
Magic Leap 2 | Magic leap Inc. | Mixed Reality headset![]() |
|
Navigation pointer spine | Brainlab | Navigation Pointer![]() |
|
Spine reference array for reference clamp carbon (4-Sphere Geometry) | Brainlab | Spine Reference Array![]() |
|
Spine reference clamp carbon with slider | Brainlab | Spine Reference Clamp ![]() |
|
TruSystem 7500 | Trumpf | Operating table | |
Software | |||
Mixed Reality Spine Navigation App for Magic Leap | Brainlab | Run on Curve Navigation System Version: 2.0 |
|
PDM | Brainlab | Run on Curve Navigation System Version: 4.2 |
|
Spine & Trauma Instrument Setup | Brainlab | Run on Curve Navigation System Version: 6.2 |
|
Spine & Trauma Navigation 2.0 | Brainlab | Run on Curve Navigation System Version: 1.6 |