Osamah Choudhry keek op en zag een tumor.
gerelateerde inhoud
- Koffie op de hersenen - letterlijk - kan chirurgen helpen
Lopend rond een vergaderruimte in een hotel in de buurt van het Langone Medical Center van de New York University, kantelde de vierdejaars neurochirurg zijn hoofd achterover. Hij onderzocht geen plafondtegels. In plaats daarvan tuurde hij in een dikke zwarte koptelefoon vastgebonden aan zijn hoofd, en verkende langzaam een virtuele ruimte. Een computerscherm op een nabijgelegen tafel toonde zijn kijk op toeschouwers: een kleurrijke en opvallend levensechte weergave van een menselijk brein.
Choudhry zette kleine stappen en gebruikte een gamecontroller om zijn perspectief in te zoomen, te roteren en in een hoek te plaatsen. Na twee of drie minuten stille studie sprak hij eindelijk.
"Wow." Dan, meer stilte.
Choudhry is geen onbekende voor de indrukwekkende technische hulpmiddelen die worden gebruikt in operaties. Op GPS gebaseerde navigatie-aanwijzers, voor het volgen van de locatie van chirurgische instrumenten in relatie tot de anatomie, en 3D-geprinte modellen zijn veel voorkomende hulpmiddelen voor neurochirurgen. Maar het apparaat waar Choudhry deze dag voor het eerst naar keek, een HTC Vive-headset met virtual reality, was van een hoger niveau. Het stopte hem in het hoofd van een echte patiënt.
Osamah Choudhry, een inwoner van neurochirurgie aan de universiteit van New York, neemt een virtuele tour door een menselijk brein. (Chirurgisch theater) Hier kon hij niet alleen alle kanten van het sluimerende insulaire glioom zien, inzoomen om details te onderzoeken en naar buiten vliegen om de bredere context te zien, maar ook hoe elke zenuw en bloedvat in en door de tumor werden gevoed. Kritieke motor- en spraakgebieden in de buurt, gemarkeerd in blauw, signaleren no-fly zones om tijdens chirurgie zorgvuldig te vermijden. De schedel zelf had een brede uitsparing die kan worden ingekrompen tot de grootte van een echte craniotomie, een opening ter grootte van een dubbeltje of kwart in de schedel waardoor chirurgen procedures uitvoeren.
"Dit is gewoon mooi, " zei Choudhry. “In de geneeskunde zitten we zo lang vast in een 2D-wereld, maar dat is waar we op vertrouwen, kijkend naar de plakjes CT- en MRI-scans. Deze technologie laat de MRI er positief uitzien BC en stelt ons in staat om naar de anatomie in alle drie dimensies te kijken. ”
Computerized tomography (CT) en magnetic resonance imaging (MRI) -scans zijn kritische elementen om te onderzoeken hoe het inwendige van het lichaam eruit ziet, het opsporen van ziekten en afwijkingen en het plannen van operaties. Tot nu toe moesten chirurgen hun eigen mentale modellen van patiënten maken door zorgvuldige bestudering van deze scans. Het chirurgisch geavanceerde navigatieplatform, of SNAP, geeft chirurgen echter een volledige driedimensionale referentie van hun patiënt.
SNAP is ontwikkeld door het chirurgische bedrijf uit Cleveland, Ohio, en is ontworpen voor de HTC Vive en de Oculus Rift, twee gaming-headsets die nog niet beschikbaar zijn voor het publiek. Het systeem werd aanvankelijk opgevat als een betrouwbaar chirurgisch planningsinstrument, maar een handvol ziekenhuizen testen hoe het kan worden gebruikt tijdens actieve operaties.
Deze fusie van CT- en MRI-scans met behulp van SNAP geeft een duidelijk beeld van een hersentumor. (Chirurgisch theater) In essentie is SNAP een super-gedetailleerde routekaart die chirurgen kunnen gebruiken om op koers te blijven. Chirurgen gebruiken al live videofeeds van lopende procedures om naar een vergrote afbeelding te verwijzen; 3D-modellen op computerschermen hebben ook de visualisatie voor artsen verbeterd. De headset voegt nog een laag meeslepende details toe.
Het opzetten van de headset vereist momenteel een chirurg om weg te stappen van de procedure en nieuwe handschoenen aan te trekken. Maar daarbij richt de arts zich in detail op een chirurgisch doel en kan hij terugkeren naar de patiënt met een duidelijk begrip van de volgende stappen en eventuele obstakels. Ziek hersenweefsel kan er erg uitzien en aanvoelen als gezond weefsel. Met SNAP kunnen chirurgen nauwkeurig afstanden en breedten van anatomische structuren meten, waardoor het gemakkelijker wordt om precies te weten welke delen moeten worden verwijderd en welke delen moeten worden achtergelaten. Bij hersenchirurgie zijn fracties van millimeters belangrijk.
Warren Selman, voorzitter van neurochirurgie aan de Case Western University, kijkt naar CT- en MRI-scans die zijn samengevoegd met de SNAP-software. (Chirurgisch theater) De tool had een onwaarschijnlijke oorsprong. Terwijl in Cleveland aan een nieuw US Air Force-vluchtsimulatiesysteem werkte, bestelden voormalige Israëlische luchtmachtpiloten Moty Avisar en Alon Geri cappuccino in een koffieshop toen Warren Selman, de voorzitter van neurochirurgie aan de Case Western University, een deel van hun gesprek. Van het een kwam het ander en Selman vroeg of ze voor chirurgen konden doen wat ze deden voor piloten: ze een vijandelijk zicht op een doelwit geven.
"Hij vroeg ons of we chirurgen in de hersenen konden laten vliegen, in de tumor konden gaan om te kijken hoe we hulpmiddelen konden manoeuvreren om het te verwijderen met behoud van bloedvaten en zenuwen, " zei Avisar. Geri en Avisar hebben samen Chirurgisch Theater opgericht om de nieuwe technologie te bouwen, eerst als interactieve 3D-modellering op een 2D-scherm en nu met een headset.
De SNAP-software maakt CT- en MRI-scans en voegt deze samen tot een compleet beeld van de hersenen van een patiënt. Met behulp van de handbediening kunnen chirurgen naast of zelfs in de tumor of aneurysma staan, hersenweefsel min of meer ondoorzichtig maken en de optimale plaatsing van de craniotomie en daaropvolgende bewegingen plannen. De software kan een virtueel model van een vaatsysteem bouwen in slechts vijf minuten; meer gecompliceerde structuren, zoals tumoren, kunnen tot 20 duren.
"Chirurgen willen tijdens de operatie een paar minuten kunnen stoppen en kijken waar ze zich in de hersenen bevinden, " zei Avisar. “Ze werken door een opening ter grootte van een dubbeltje en het is gemakkelijk om de oriëntatie te verliezen door de microscoop te kijken. Wat je niet kunt zien, is wat gevaarlijk is. Dit geeft hen een kijkje achter de tumor, achter het aneurysma, achter de pathologie. "
"Waar is dit mijn hele leven geweest?" zegt John Golfinos, voorzitter van neurochirurgie bij het Langone Medical Center van NYU. (New York Universiteit) John Golfinos, voorzitter van neurochirurgie in het Langone Medical Center van NYU, zei dat de realistische visuele weergave van een patiënt door SNAP een grote sprong voorwaarts is.
"Het is behoorlijk overweldigend de eerste keer dat je het als een neurochirurg ziet, " zei hij. "Je zegt tegen jezelf, waar is dit mijn hele leven geweest?"
Het enthousiasme van golfspelers is begrijpelijk wanneer u de mentale gymnastiek begrijpt die chirurgen nodig hebben om de standaard medische beeldvorming te begrijpen. In de jaren zeventig, toen CT werd ontwikkeld, werden afbeeldingen in eerste instantie weergegeven zoals elke foto: de rechterkant van de patiënt was aan de linkerkant van de kijker en vice versa. Scans kunnen in drie vlakken worden genomen: van onder naar boven, van links naar rechts of van voren naar achteren. Maar toen, op de een of andere manier, raakten de dingen door elkaar. Links werd links, boven werd onderaan. Die praktijk werd doorgevoerd in MRI-scans, zodat chirurgen scans konden lezen alsof ze patiënten voor hen waren, ze in staat moesten zijn om de beelden in hun hoofd mentaal te herschikken.
"Nu realiseren mensen zich eindelijk dat als we de patiënt gaan simuleren, we ze moeten simuleren zoals de chirurg ze ziet, " zei Golfinos. “Ik vertel mijn bewoners dat de MRI nooit liegt. Alleen weten we soms niet waar we naar kijken. '
Bij UCLA wordt SNAP gebruikt in onderzoekstudies om operaties te plannen en de effectiviteit van een procedure achteraf te beoordelen. Neurochirurgiestoel Neil Martin geeft feedback aan het chirurgisch theater om de soms desoriënterende ervaring van het kijken naar een virtual reality-headset te verfijnen. Hoewel chirurgen SNAP gebruiken tijdens actieve operaties in Europa, wordt het in de Verenigde Staten nog steeds gebruikt als een planning- en onderzoekstool.
Martin zei dat hij hoopt dat dat zal veranderen, en zowel hij als Avisar denken dat het samenwerking op operaties naar een internationaal niveau kan brengen. Via een netwerk verbonden, kon een team van chirurgen van over de hele wereld op afstand een casus raadplegen, elk met een uniek gekleurde avatar, en samen door de hersenen van een patiënt lopen. Denk aan World of Warcraft, maar met meer artsen en minder archmagi.
“We hebben het niet over telestraties op een computerscherm, we hebben het over in de schedel zitten direct naast een tumor die 12 voet breed is. U kunt de gebieden van de tumor markeren die moeten worden verwijderd, of een virtueel instrument gebruiken om de tumor weg te snijden en het bloedvat achter te laten, 'zei Martin. “Maar om echt te begrijpen wat het te bieden heeft, moet je de headset opzetten. Als je dat eenmaal hebt gedaan, word je meteen naar een andere wereld getransporteerd. ”
SNAP, van het in Cleveland gevestigde bedrijf Surgical Theatre, geeft chirurgen een driedimensionaal beeld van hun patiënten. (Credit: chirurgisch theater)Bij NYU heeft Golfinos SNAP gebruikt om manieren te onderzoeken waarop hij lastige procedures kon benaderen. In één geval, waar hij dacht dat een endoscopisch hulpmiddel misschien de beste methode was, hielp SNAP hem te zien dat het niet zo riskant was als hij dacht.
"In staat zijn om het hele traject van de endoscoop te zien, is gewoon niet mogelijk op een 2D-beeld, " zei Golfinos. “Maar in 3D kun je zien dat je onderweg niet tegen dingen aanloopt of structuren in de buurt verwondt. We hebben het in dit geval gebruikt om te zien of het überhaupt mogelijk was [de tumor] te bereiken met een starre endoscoop. Dat was het ook, en dat deden we, en de 3D maakte de beslissing over een zaak die prachtig bleek. ”
Patiënteneducatie is een ander gebied waarop Choudhry denkt dat de Vive of Oculus Rift uitermate nuttig kan zijn. In een tijdperk waarin veel patiënten hun huiswerk maken en gewapend met vragen komen, zei Choudhry dat het zou kunnen helpen een betere verbinding tussen patiënt en chirurg te vergemakkelijken.
"Soms besteed ik minuten aan het uitleggen van de CT- of MRI-scan, en het duurt niet lang voordat je ze kwijtraakt, " zei Choudhry. “De 3D is intuïtief en je weet precies waar je naar kijkt. Als de patiënt meer op zijn gemak is met wat u hem vertelt, zal zijn algehele zorg beter zijn. "
Martin is het daarmee eens. Hoewel hij zegt dat ongeveer een derde van de patiënten er gewoon niet om geeft om de korrelige details te zien, willen velen graag meer weten.
"We kunnen ze laten zien hoe hun tumor eruit ziet, en ze kunnen volledig worden geïnformeerd over wat er gaat gebeuren, " zei Martin. "Sommige mensen zijn behoorlijk geïnteresseerd in de technische details, maar niet iedereen wil dat niveau van betrokkenheid."
Uiteindelijk denkt Choudhry dat een technologie als SNAP een toegangspoort is tot nog geavanceerdere toepassingen voor digitalisering in de operatiekamer. Een transparante headset, meer als een laboratoriumbril, zou wendbaarder zijn, zei hij, en zorgen voor augmented reality, zoals een 3D-overlay, voor de echte patiënt.
Maar voorlopig zegt Golfinos dat virtual reality nog steeds een waardevol hulpmiddel is en de zorg in het veld helpt verbeteren, vooral in neurochirurgie, waar een grondige kennis van anatomie een noodzaak is.
"We hebben deze technologie en we willen dat deze het leven voor iedereen verbetert", zei hij. “Het verbetert de veiligheid en voor onze patiënten is dat het beste wat we kunnen doen.
