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【数字神外】增强现实(AR)模板引导经眶入路治疗硬膜内肿瘤

注:本文内容转载自奇点外科



在本文献的视频中,作者用AR模拟经上睑-眶入路治疗硬膜内肿瘤。该篇文章发表于《Neurosurgical Focus》。


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增强现实(AR)模板引导经眶入路治疗硬膜内肿瘤

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Walter C. Jean, MD, Kenneth D. Sack, MD and Andrew R. Tsen, MD


关键词



增强现实· 经眶入路


内容摘要


在本文献的视频中,作者用AR模拟经上睑-眶入路治疗硬膜内肿瘤。在手术预演时,通过VR渲染患者特定解剖结构的方式获取最佳手术入路位置,并在术中时投射到导航跟踪显微镜的目镜上。该模拟提前对手术切口和软组织表露面积进行了预判,并且在手术过程中指引正确方向。


内容介绍


三维模拟技术在神经外科的应用中具有很大潜力,因为三维图像能更为直观的显示组织结构的空间关系,这一点不仅有利于临床基础培训的开展,同时对指导手术入路的选择更有意义。其中尤其以增强现实(AR)模板的作用更为突出,它可以为我们提供一个空间组织穿透式的即视感受,同时还起到了术中“导航”的作用。


对于颅底深处病变的\"微创\"入路,骨开口必须精确定位并保证足够宽度,以实现手术目标。虚拟现实(VR)中的手术预演可以生成导航集成增强现实(AR)模板,以确保精确的手术开口。


 案例一


年龄:60    性别:女

病症:头痛,思维混乱,面部不对称

测试:神经系统完好无损

影像结果:显示右颞叶有囊性肿瘤,鉴别诊断为囊性转移和原发性胶质瘤。同时进行了胸部,腹部和盆骨的CT影像检查,结果均为阴性。

手术目标:切除肿瘤,去水肿

手术入路:经上睑-眶入路


手术预演

运用VR技术进行手术预演从而估计手术暴露面积,同时为手术入路开口做准备。


将MacCarty burr hole标记为蓝色。眼眶外缘需先切除,并在手术后复原。同时蝶骨的两侧翼和外眶壁都被暂时去除。橙色标记代表对应脑膜上肿瘤的最前端。手术暴露面需要足够大,已确保手术顺利进行。预演模板会被保留,以便于在术中使用。


手术切口

该手术入路位置为上眼眶,沿着上眼睑的折痕切开。然后在眼轮匝肌和隔膜之间进行解剖。需注意避免伤及隔膜。眉弓与眶外缘均需外露。期间需要保护眼周,并且从骨骼上进行解剖。然后像VR预演时一样移除外侧眶缘。


手术过程

AR模板投影到病例1的手术区域

医生可以通过导航跟踪显微镜看到AR模板覆盖在手术区域上,从而引导蝶骨翼上的钻孔点。颞前端的硬脑膜外露后,可以开始去除颅前窝和中窝之间的蝶骨小翼,之后开始准备打开颞叶前端的硬脑膜。此时医生再次导入AR模板,确保切除肿瘤的手术暴露面满足需求。


再次确认模板后,打开硬脑膜。肿瘤位于正下方,切除计划按照规划进行。一旦到达囊肿位置,即可确认肿瘤的上下位置。手术缝合前,会将侧缘复位,并将Madpor(人工骨片)植入在颞肌下方。


影像学确认肿瘤彻底切除。从头骨内部可以看到,蓝色标记和橙色标记显示了骨骼钻孔的范围。术后病人出现预期的脑脊液漏,通过腰椎引流解决。病人对手术的创口表示满意。术后,病人神经系统恢复基础功能。肿瘤检测结果为GBM(多形性胶质母细胞瘤),病人需继续接受化疗。


案例二


年龄:41    性别:女性

病症:晕厥,心音正常,类似癫痫发作

测试:神经系统完好无损

影响结果:MRI显示左侧海绵窦旁脑膜瘤伴颞叶水肿。

手术目标:切除肿瘤,去水肿

手术入路: 经上睑-眶入路


手术预演

预演与病例1类似,生成模板。表面的AR模板可展示侧眶切开术,深层AR模板展示侧眶壁与蝶骨翼移除。


手术过程

参见病例1,切口为经眶入路,并切除软组织后,使用深层AR模板,紫色线显示肿瘤前侧边缘。


肿瘤以AR网格状投影到手术区域,确保骨骼开口面积大小合适。绿色标记物为前床突根部,医生通过眶内视角罕见的瞥见了MOB(脑膜-眶带)。切除MOB和部分前床突,为肿瘤切除提供足够的通路。


此次使用非寻常方案,经眶内角剥离海绵窦外侧,硬脑膜打开后,逐步清理肿瘤至完全清除。


手术结束前更换侧缘,通过影像学、神经性、美容效果确认手术效果,病人对术后效果表示满意。肿瘤检测结果为WHO 一级脑膜瘤。


结论


VR手术预演无论对于学员还是医生都是有价值的工具。并且通过与AR结合,可以提高手术精确率、效率和控制度。文中展示的AR模板应用,可以确保手术微创开口位置准确,手术暴露面大小合适从而实现手术目标。此文中方案,医生不再使用传统导航来寻求入路方向,反之,医生通过AR导航来复制已预演有效的计划。这是一个基础的范本转变。


注:本文内容转载自奇点外科


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