211service.com
Symulator dla chirurgów mózgu
Nowy symulator, który pozwala neurochirurgom przeprowadzać próby przed operacją — podobnie jak piloci na symulatorze lotu — może zrewolucjonizować sposób, w jaki lekarze szkolą się i zajmują się operacjami mózgu.
Wirtualne nacięcie: Członek zespołu demonstruje nowy system symulacji.
NeuroTouch, prototypowy symulator opracowany przez Kanadyjską Narodową Radę ds. Badań Naukowych (NRC) i kilka innych grup badawczych, pozwala chirurgom wypróbować wirtualną rzeczywistość przed wejściem na salę operacyjną, potencjalnie redukując błędy.
Po pierwsze, dane pacjenta z funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) są renderowane w trójwymiarowy model mózgu o wysokiej rozdzielczości. Po załadowaniu modelu do systemu lekarze mogą dotykać i manipulować guzami oraz innymi wirtualnymi obiektami na ekranach w czasie rzeczywistym za pomocą fizycznego instrumentu przypominającego skalpel. Instrument ma sześć stopni swobody i odtwarza sprzężenie zwrotne siły rzeczywistego narzędzia oraz zmienny opór tkanek w obszarach mózgu o różnej wytrzymałości. Tymczasem fotorealistyczne obrazy na ekranie pokazują symulowaną operację, w tym krwawienie i pulsującą szarą materię.
Jest to pierwszy symulator, który w pełni integruje przetwarzanie obrazów medycznych, modele materiałów, modelowanie elementów skończonych, grafikę i technologie dotykowe, aby stworzyć symulację dla konkretnego pacjenta, mówi Ryan D’Arcy, neurobiolog NRC, który pomagał w opracowaniu NeuroTouch. Inną godną uwagi cechą jest włączenie danych mapowania funkcjonalnego mózgu z fMRI. Pozwala to na dokładniejsze obrazowanie krytycznych obszarów mózgu, takich jak obszary mowy, mówi D’Arcy.
Trzyletni projekt o wartości 9,1 miliona dolarów, mający na celu opracowanie symulatora neurochirurgii, rozpoczął się w kwietniu 2008 roku i obejmuje około 50 klinicystów i inżynierów z całej Kanady. Projekt był kamieniem milowym w zeszłym miesiącu, kiedy chirurdzy w Halifax w Nowej Szkocji wykorzystali go do prób przed operacją 48-letniej kobiety z łagodnym guzem w pobliżu ośrodka mowy w jej mózgu. Pięciogodzinna operacja zakończyła się sukcesem, a kobieta została wypisana następnego dnia. Chociaż procedura była stosunkowo prosta, po raz pierwszy użyto symulatora do przeprowadzenia takiej operacji.
Główny chirurg David Clarke z Centrum Nauk o Zdrowiu im. Królowej Elżbiety II w Halifax pochwalił prototyp za bardzo realistyczny. Zespół chirurgiczny wszedł tam z wiedzą i pewnością, których nie moglibyśmy mieć inaczej, powiedział Clarke po operacji. Myślę, że jest to dobre nie tylko z punktu widzenia wcześniejszych rozmów z pacjentami, ale także dla ich ogólnego wyniku chirurgicznego.
Ponieważ operacje mózgu stają się mniej inwazyjne, ale bardziej złożone, młodsi chirurdzy mogą być lepiej przeszkoleni przy użyciu symulatora, mówi Rolando Del Maestro z Instytutu i Szpitala Neurologicznego w Montrealu, który był zaangażowany w projekt. My, neurochirurdzy, będziemy jak piloci symulatorów, więc będziemy mogli dowiedzieć się, czy nasze umiejętności są na pewnym poziomie, mówi Del Maestro, który dodaje, że symulator może pomóc w przyspieszeniu treningu.
Abhijit Guha, neurochirurg z Toronto Hospital for Sick Children, który nie jest związany z NeuroTouch, mówi, że wirtualna chirurgia nigdy nie zastąpi prawdziwej. Jedną ze słabości systemu jest to, że opiera się on na archiwalnych skanach MRI, które mogą nie być prawidłowe w miarę postępu operacji z powodu przemieszczeń w mózgu i płynie mózgowo-rdzeniowym, mówi Guha. Istnieje również czynnik osądu, zwłaszcza gdy coś pójdzie nie tak.
Technicznym ograniczeniem prototypu jest to, że może on przedstawiać tylko guzy znajdujące się blisko powierzchni mózgu, a chirurdzy mogą używać tylko jednej ręki. Rozwój będzie jednak kontynuowany do kwietnia 2011 r., a ostateczne urządzenie pozwoli lekarzom pracować nad głębokimi guzami mózgu za pomocą wielu narzędzi chirurgicznych i obu rąk.
NRC planuje wysłać prototypy do ośrodków neurochirurgicznych w całej Kanadzie, a następnie w ciągu dwóch lat przekazać technologię partnerowi komercyjnemu. Wersja komercyjna może sprzedawać się od 10 000 do 500 000 USD, w zależności od jej funkcji. Pakiet będzie zawierał planer oparty na komputerze PC do optymalnego wyboru korytarza chirurgicznego, a także trener do zadań chirurgicznych i typowych procedur chirurgicznych, mówi Robert DiRaddo z NRC, który kierował rozwojem. Obydwa zostaną zintegrowane w system prób do użytku specyficznego dla pacjenta.
Celem od samego początku była komercjalizacja symulatora neurochirurgicznego, mówi D’Arcy. Celem jest umieszczenie symulatora w klinikach, szpitalach i ośrodkach dydaktycznych na całym świecie, ale przed nami jeszcze wiele pracy.