混合現実技術による胸部手術の改善

ホログラフィックオーバーレイとリアルタイム3Dイメージングによる術前計画の飛躍

ボン大学病院は胸部外科のための革新的なミックスリアリティシステムを導入しました。この革新的なアプローチは、ホログラフィックオーバーレイとリアルタイム3Dイメージングを活用して、胸壁手術の術前計画を改善します。患者の解剖学の詳細な術前視覚化を可能にすることで、この技術は手術結果を改善し、患者ケアを向上させることを目指しています。

Arensmeyer, J.; Bedetti, B.; Schnorr, P.; Buermann, J.; Zalepugas, D.; Schmidt, J.; Feodorovici, P. ビデオパススルーヘッドマウントディスプレイを使用したリアルタイムレンダリング3D再構成イメージングの混合現実ホログラフィックオーバーレイシステム—胸壁手術の未来のナビゲーションへの道筋。J. Clin. Med. 2024, 13, 2080. https://doi.org/10.3390/jcm13072080

外科革命への序章

胸部外科における顕著な進歩として、ボン大学病院の研究チームは、特に複雑な胸壁手術の術前計画を改善するために、混合現実および3Dイメージングを活用した画期的なシステムを開発しました。彼らの研究、「A System for Mixed-Reality Holographic Overlays of Real-Time Rendered 3D-Reconstructed Imaging Using a Video Passthrough Head-Mounted Display」は、術前計画に新しい道を開くだけでなく、外科的精度と患者の結果を向上させる基盤を築いています。

核心における革新

この革新の核心は、高解像度の画像を使用し、患者の解剖学を三次元で再構築してホログラフィック投影を患者の体に直接作成することにあります。これにより、外科医は解剖構造をリアルタイムで視覚化および操作でき、最初の切開を行う前に手術部位をより明確に把握できます。このシステムは、最新のビデオパススルーヘッドマウントディスプレイを活用し、高性能ワークステーションに接続してこれらの画像をリアルタイムでレンダリングし、外科医がさまざまな手術シナリオやアプローチを操作および探索できるようにします。

この研究は、腫瘍の大きさと位置によるユニークな課題を提示する3つの腫瘍ケースを通じて、このシステムの有効性を実証しました。3Dホログラフィック画像を患者に投影することで、外科医は腫瘍と重要な解剖学的構造との空間的関係について貴重な洞察を得ることができ、より情報に基づいた意思決定と手術計画を可能にしました。

手術計画におけるホログラフィック精度

この混合現実アプローチは、2Dイメージングや静的な3Dモデルに依存する従来の術前計画方法から大きく進化しています。ホログラフィックオーバーレイの動的な特性と混合現実環境が提供する直感的なインタラクションを組み合わせることで、患者の解剖学についてより包括的な理解を提供し、胸腔内の複雑な外科的作業において特に重要です。

複雑な症例における実証済みの有効性

さらに、このシステムの可能性は術前計画を超えています。将来的には、このような技術が実際の手術手順に統合され、リアルタイムのガイダンスとナビゲーションを提供することで、術中イメージングへの依存を最小限に抑え、放射線への曝露を削減することができます。これは、特に小さな病変や触覚フィードバックが限られている低侵襲手術やロボット支援手術において重要です。

今後の課題と未来の可能性

しかし、この技術を外科手術環境で広く採用する道は課題がないわけではありません。現在のシステムは高度であるものの、ワークステーションへの有線接続が必要で、モビリティが制限されています。また、特に術中使用において、規制上の課題に対処する必要があります。それでも、混合現実ハードウェアとクラウドコンピューティングの急速な進歩により、これらの障壁は減少し、外科手術の用途においてこのような高度なシステムがよりアクセス可能で多用途になる可能性があります。

この研究は、手術計画および実行の向上における混合現実およびリアルタイム3Dイメージングの重要な可能性を強調するだけでなく、その適用性、精度、および臨床結果への影響の完全な範囲を探るためにさらなる研究が必要であることも指摘しています。手術技術の新しい時代の瀬戸際に立っている今、混合現実システムの統合が胸部外科およびその他の分野における手術精度と患者ケアの基準を再定義する可能性があることは明らかです。