واقعیت افزوده در جراحی مغز و اعصاب، می تواند اعتماد به نفس جراحان مغز و اعصاب را در انجام روش های جراحی مغز و اعصاب افزایش دهد. زیرا آنها ابزاری عالی دارند که هنگام تشریح و کاوش آناتومی بیمار به عنوان یک نقشه مجازی مورد استفاده قرار می گیرد.
جراحی مغزو اعصاب
جراحی مغز و اعصاب در چند دهه گذشته دستخوش یک انقلاب تکنولوژیکی قرار گرفته است . این جراحی یک تخصص پزشکی است که به شدت به تصویربرداری متکی است. استفاده از توموگرافی کامپیوتری و تصاویر رزونانس مغناطیسی در طول برنامه ریزی قبل از عمل و جراحی حین عمل برای موفقیت جراحی و نتیجه مثبت بیمار حیاتی است. واقعیت افزوده (AR) یک فناوری جدید است .که اشیاء مجازی سه بعدی یا متن را بر اشیاء واقعی قرار می دهد. برخلاف واقعیت مجازی (VR)، که در آن کل صحنه کاملا مصنوعی است .و توسط کامپیوتر تولید می‌شود. AR هم اشیاء واقعی و هم مجازی را نشان می‌دهد.
واقعیت مجازی
پیشرفت‌ها در واقعیت مجازی (VR) و واقعیت افزوده (AR) نشان‌دهنده برخی از جدیدترین روش‌هایی است که در عمل جراحی مغز و اعصاب و آموزش ادغام شده‌اند. کاربرد واقعیت افزوده در جراحی مغز و اعصاب این پتانسیل را دارد که روشی را که جراحان مغز و اعصاب برنامه ریزی می کنند و در آینده انجام می دهند را متحول کرده و تغییر دهد.
نورونوگیشن
نورونوگیشن، یک ابزار جراحی مغز و اعصاب ضروری، برای دستیابی به حداقل تهاجم و حداکثر ایمنی است. این ابزار، یک پیشرفت قابل توجه است. که یک مدل مجازی سه بعدی به روز شده در زمان واقعی، جزئیات آناتومیک را ارائه می دهد، که در زمینه جراحی واقعی مورد استفاده قرار می گیرد.
واقعیت افزوده در جراحی مغز و اعصاب، بر اساس موارد زیر مورد ارزیابی کیفی قرار گرفتند.
کاربرد فوق تخصصی جراحی مغز و اعصاب
آسیب شناسی ضایعات و محل ضایعه درمان شده، منبع داده واقعی، منبع داده مجازی، روش ردیابی، تکنیک ثبت، پردازش تجسم، نوع نمایش، و مکان ادراک.
سیستم‌های AR با منبع داده واقعی گروه‌بندی شدند: میکروسکوپ ، دوربین‌های دستی یا سر ، نمای مستقیم بیمار ، آندوسکوپ و فلوروسکوپی اشعه ایکس، صفحه نمایش روی سر. مطالعه فعلی تأیید می کند که AR ابزاری قابل اعتماد و همه کاره، جهت انجام رویکردهای کم تهاجمی در طیف گسترده ای از بیماری های جراحی مغز و اعصاب است.اگرچه هنوز پیشرفت های فنی مورد نیاز است.
کاربرد واقعیت افزوده در جراحی مغز و اعصاب
فناوری واقعیت افزوده برای شبیه سازی و آموزش دستیاران جراحی مغز و اعصاب مورد استفاده قرار می گیرد. و در فوق تخصص های مختلف جراحی مغز و اعصاب کاربرد دارد. در زیر به کاربرد واقعیت افزوده در جراحی مغز و اعصاب می پردازیم.
نوروآنکولوژی
Neuro-oncology ، از ابزار فوق تخصص های جراحی مغز و اعصاب است.که به مدیریت و درمان تومورهای مغزی می پردازد. هدف اصلی جراحی است. برای تومورهای متاستاتیک مغز، حجم زدایی و برداشتن کل تومور با حفظ عملکرد عصبی . عمل حاضر شامل این است که جراح مغز و اعصاب، جهت جراحی مغز و اعصاب به شدت به تصویر (IGNS) برای برداشتن تومورهای مغزی متکی است. تصویر قبل از عمل که بر روی صفحه کامپیوتر نمایش داده می شود به سه تصویر مجزا (ساژیتال، کرونال و محوری) تقسیم می شود .و جراح باید به صورت ذهنی این تصاویر را در مغز خود ادغام کند تا یک تصویر ترکیبی سه بعدی ایجاد کند.
نمونه های اولیه واقعیت افزوده
چندین نمونه اولیه سیستم AR در حال حاضر به طور خاص برای مدیریت تومورهای مغزی در حال آزمایش هستند. از یک نمونه اولیه سیستم AR با یک دوربین وب برای قرار دادن تصویر تومور مغزی در جمجمه بیمار استفاده شده است. از یک رایانه لوحی بی سیم برای برنامه ریزی جراحی و جراحی دو مورد بالینی در شانگهای، چین استفاده شده است.
نمونه اولیه سیستم AR همچنین برای برنامه ریزی قبل از عمل، به منظور کمک به جراحان در تعیین “بهترین رویکرد” در عمل جراحی استفاده شده است. AR ، آزمایش شده که تصاویر تشدید مغناطیسی (MR) و توموگرافی کامپیوتری (CT) بیمار را در میدان جراحی ادغام می‌کند .تا جهت‌گیری جراح و آگاهی موقعیتی را در حین جراحی بهبود بخشد.
جراحی عصبی و عروقی
این جراحی، یکی از شاخه های جراحی مغز و اعصاب است .که بیماران مبتلا به بیماری عروق مغزی را ارزیابی، تشخیص و درمان می کند. این نوع جراحی مغز و اعصاب به شدت به تصویربرداری وابسته است.زیرا جراحان در تصمیم گیری حین عمل خود به این تصاویر تکیه می کنند.
یکی از نمونه های بیماری عروق مغزی، ناهنجاری شریانی وریدی (AVM) است. یک بیماری مادرزادی است که با گره خوردن غیر طبیعی عروق در مغز یا نخاع مشخص می شود. این عروق معمولاً دارای یک دیواره نازک هستند که ممکن است در هر زمانی پاره شده و خونریزی کند و باعث سکته مغزی و مرگ شود. یک نمونه اولیه سیستم AR آزمایش شده است که تجسم واقعیت ترکیبی را در طول جراحی AVM برای جراحان فراهم می‌کند. این سیستم AR دارای رندر رنگی و کدگذاری رنگ رگ‌های خونی بود و با میکروسکوپ جراحی در اتاق عمل ارتباط داشت.
جراحی ستون فقرات
جراحی ستون فقرات یکی از فوق تخصص های جراحی مغز و اعصاب است .که به مدیریت، ارزیابی و درمان اختلالات ستون فقرات می پردازد. اختلالات ستون فقرات ممکن است شامل شرایط دژنراتیو، بدشکلی ها، تومورهای ستون فقرات و آسیب های ستون فقرات باشد.
یک نقاله مجازی با سیستم واقعیت افزوده (VIPAR)، برای ورتبروپلاستی از راه پوست روی 40 فانتوم ستون فقرات در آزمایشگاه و 5 بیمار بالینی در بیمارستان ژاپن آزمایش شده است. سیستم VIPAR برای تجسم مسیر سوزن ورتبروپلاستی در یک فضای سه بعدی در طول عمل طراحی شده است. یک روش پزشکی برای درمان شکستگی مهره ستون فقرات است .که باعث درد و از دست دادن عملکرد می شود.
آموزش و شبیه سازی جراحی مغز و اعصاب
واقعیت افزوده در جراحی مغز و اعصاب، بیشتر کاربرد دارد .و در حال حاضر برای آموزش و شبیه سازی دستیاران و جراحان جراحی مغز و اعصاب استفاده می شود. شبیه سازهای جراحی مبتنی بر کامپیوتر یک محیط مجازی بدون خطر ایجاد می کنند .که در آن جراحان می توانند مهارت های خود را از طریق تکرار بی ضرر توسعه داده و اصلاح کنند. آموزش مبتنی بر شبیه سازی در جراحی مغز و اعصاب به نفع جراحان مغز و اعصاب بوده است.زیرا جراحی مغز و اعصاب حاشیه خطای بسیار کمی در طول جراحی دارد. این نوع آموزش برای دستیاران جراحی مغز و اعصاب محیطی امن و واقع بینانه فراهم می کند. که ممکن است منجر به بهبود مهارت ها و عملکرد آن ها در حین جراحی واقعی شود که در نهایت بیمار را بهبود می بخشد.
تجهیزات
تجهیزات اساسی مورد نیاز برای راه اندازی واقعیت افزوده در جراحی مغز و اعصاب شامل رایانه های شخصی (PC)، نمایشگر مانیتور، دوربین، ابزارهای ردیابی و نرم افزار ویرایش تصویر سه بعدی است. رایانه های شخصی برای ویرایش قبل از عمل، تصاویر MR و CT و برای نمایش تصویر در صحنه واقعی استفاده می شود. از مانیتورها برای نمایش تصاویر برای جراح و تیم جراحی استفاده می شود. از یک مانیتور 20 اینچی برای نمایش اطلاعات ناوبری و صحنه در حین برش پوست و کرانیوتومی استفاده می شود. از پروژکتور برای نمایش تصویر تومور مغزی روی جمجمه سر استفاده کردند.
برای تجسم مسیر سوزن ورتبروپلاستی و نقطه ورود در سیستم VIPAR ، یک نمایشگر ویدیویی که روی سر نصب شده (HMD) مورد استفاده قرار گرفته است. از یک رایانه لوحی (سامسونگ گلکسی یادداشت) برای نمایش تصویر، به طور مستقیم بر روی ساختار آناتومیک داخل جمجمه ای بیماران استفاده شده است.
فناوری واقعیت افزوده آینده امیدوارکننده و پتانسیل بزرگی برای کاربرد در جراحی مغز و اعصاب دارد. مطالعات نشان می دهد که AR روش جدید و دقیق تری برای برنامه ریزی قبل از عمل و مسیریابی عصبی حین عمل برای جراحان مغز و اعصاب ارائه می دهد. همچنین راه دیگری را فراهم کرده است که در آن دستیاران جراحی مغز و اعصاب می توانند به طور مکرر در انجام شبیه سازی واقع بینانه روی روش های مختلف جراحی مغز و اعصاب در یک محیط امن تمرین کنند. جراحان مغز و اعصاب پیشنهاد می کنند که فناوری AR باید به عنوان یک پیشرفت در فناوری (مانند میکروسکوپ جراحی و سیستم نورونوگیشن) در اتاق عمل اضافه شود تا با جریان کار فعلی آن ها مطابقت داشته باشد.