In diesem Protokoll finden Sie eine detaillierte Anleitung zur Integration von Augmented Reality in Ihren minimalinvasiven Arbeitsablauf für den Austausch von Pedikelschrauben in einem Schweinekadavermodell. Da Augmented Reality in der Chirurgie noch eine relativ neue Technologie ist, ist es wertvoll, Chirurgen eine angemessene Anleitung zu ihrer Verwendung während der Operation zu geben. In diesem Studienaufbau verwenden wir ein konventionelles Navigations-Setup mit einem zusätzlichen Augmented-Reality-Headset, um Navigationsinformationen direkt im Operationsfeld bereitzustellen.
Dadurch wird verhindert, dass die Aufmerksamkeit zwischen dem Operationsfeld und einem separaten Navigationsdisplay aufgeteilt werden muss. Nehmen Sie zunächst zwei 2D-Scout-Ansichtsaufnahmen des für die Operation vorbereiteten Schweinekadavers auf. Identifizieren Sie mit dem DVT-Scanner Loop-X die interessierenden Wirbelebenen durch Durchleuchtung.
Um den Durchleuchtungsscan durchzuführen, verwenden Sie das drahtlose Steuertablett des DVT-Scanners, um den Scanner in die gewünschte Position zu bewegen und die Position auf der Haut zu markieren. Bewegen Sie den DVT-Scanner vom Operationsfeld weg. Tragen Sie dann den Rucksack für das Head-Mounted-Display oder HMD.
Legen Sie den Dornfortsatz frei und befestigen Sie eine röntgendurchlässige Navigationsreferenzklemme an einem Dornfortsatz im interessierenden Bereich. Verwenden Sie den speziellen Schraubendreher, um die Klemme zu befestigen. Führen Sie nun einen anterioren, posterioren und lateralen Scan mit dem Loop-X durch.
Verwenden Sie die 2D-Scans, um den Interessenbereich für den 3D-Scan zu definieren. Führen Sie dann einen DVT-Scan durch und übertragen Sie den Scan auf die Navigationsplattform. Verwenden Sie den Wirbelsäulenzeiger und die rekonstruierten Inline-Navigationsansichten, um die Genauigkeit der Patientenregistrierung an anatomischen Orientierungspunkten zu überprüfen.
Um eine navigierte Bohrschablone und einen Schraubendreher für das Navigationssystem zu kalibrieren, wählen Sie das Instrument in der Brainlab Wirbelsäulen- und Traumainstrument-Setup-Software aus. Präsentieren Sie der Kamera des Navigationssystems das reale Instrument zusammen mit einem Kalibriergerät. Statten Sie den Chirurgen als Nächstes mit einem Magic Leap-Headset aus und stellen Sie sicher, dass jeder Chirurg genau mit einem HMD ausgestattet ist.
Um die Kommunikation zwischen dem HMD und der Wirbelsäulen- und Trauma-Navigationssoftware herzustellen, scannen Sie den QR-Code, der auf dem Bildschirm der Navigationsplattform angezeigt wird. Die entsprechende Mixed Reality-Anwendung wird auf dem HMD ausgeführt und initiiert die Datenübertragung zu ihm. Um die Mixed Reality-Ausrichtung durchzuführen, sehen Sie sich das Spine-Referenzarray einige Sekunden lang über das HMD an.
Warten Sie, bis ein 3D-Modell der Wirbelsäule genau auf die Probe im HMD übertragen wurde. Sehen Sie sich zusätzlich zum 3D-Overlay die 2D-Navigationsansichten und ein zweites 3D-Modell über den 2D-Navigationsansichten an. Wählen Sie den Schraubenplanungsmodus in der Wirbelsäulen- und Traumanavigationssoftware.
Passen Sie die Parameter für Länge, Durchmesser und Versatz der Schraube an. Planen Sie die Pedikelschraubenpfade basierend auf dem 3D-registrierten erweiterten Modell und richten Sie sie an der Anatomie der Wirbelsäule aus. Führen Sie die Feinabstimmung der Schraubenpfade auf dem Touchscreen der Navigationsplattform durch.
Markieren Sie dann kleine Hautschnitte mit dem Skalpell für einen minimalinvasiven Pedikelzugang basierend auf dem überlagerten 3D-Modell, das durch das HMD sichtbar ist. Positionieren Sie nach dem Präparieren des Weichgewebes die navigierte Bohrschablone und richten Sie sie auf den geplanten Pfad aus. Bohren Sie mit einer Bohrmaschine mit 4,5-Millimeter-Bohrer den Stiel.
Führen Sie ein zweites DVT durch, um Rekonstruktionen der gebohrten Wirbel für die Genauigkeitsanalyse zu erfassen. Stellen Sie sicher, dass der gebohrte Kanal in den Wirbeln gut sichtbar ist, bevor Sie ihn für nachfolgende Genauigkeitsanalysen verwenden. Die postoperativen DVT-Scans wurden verwendet, um die Zeit pro Kanüle und die klinische und technische Genauigkeit zu beurteilen.
Die mittlere Einführzeit pro Kanüle betrug 141 plus oder minus 71 Sekunden. Alle 33 Kanülen wurden nach der Gertzbein-Bewertungsskala als klinisch korrekt eingestuft. Bei den 33 durchgeführten Pedikelkanülen betrug die technische Genauigkeit 1,0 plus oder minus 0,5 Millimeter am Eintrittspunkt.
Und 0,8 plus oder minus 0,1 Millimeter am Boden des Bohrkanals. Die Winkelabweichung betrug 1,5 plus oder minus 0,6 Grad. In unserer Studie bietet die Verwendung von Augmented Reality, die auf einem am Kopf montierten Gerät präsentiert wird, eine hohe klinische Genauigkeit beim Bohren von Pedikeln in diesem Schweinekadavermodell.
Unsere Studie bietet eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, um die Integration von Augmented Reality in den chirurgischen Arbeitsablauf zu erleichtern.
