Ecrane de realitate mixtă vor apărea în sala de operație, pentru început ca și instrument de planificare chirurgicală și, mai apoi, ca și ghid în timp real pentru a ajuta medicii să elimine tumorile.
Imaginați-vă că manevrați mașina printr-un tunel întunecat, care se mărește prin locuri neașteptate și apoi se transformă brusc într-un pasaj asemănător labirintului. Călătoria ar fi mai puțin periculoasă dacă o lumină și o cameră ar arăta drumul spre înainte. Ar fi și mai bine dacă liniile digitale ar indica un drum, asigurându-vă că rămâneți pe banda dumneavoastră.
Într-un mod asemănător, acel scenariu ilustrează avantajul pe care realitatea mixtă (sau realitatea augmentată) îl aduce chirurgiei, începând cu căile delicate ale sinusului.
„Când faci o intervenție chirurgicală minim invazivă pe un coridor îngust, vrei să rămâi în acel loc, să faci tot ce trebuie făcut și să nu deranjezi nimic din jurul tău”, spune Martin J. Citardi, rinolog la Universitatea din Texas Health Science Center, din Houston, care în anul 2018 a devenit primul din Statele Unite care a efectuat o intervenție chirurgicală a sinusurilor, folosind o vedere combinată a imaginilor reale și digitale.
Marcajele digitale suprapuse camerelor cu imagine reală au devenit ceva obișnuit în viața de zi cu zi, ca și în cazul camerelor retrovizoare ale mașinilor și a liniilor de arbitraj video, în cazul meciurilor de fotbal televizate. În chirurgie acesta este un fenomen nou. În 2017, sistemul de orientare pe care l-a folosit Citardi, a devenit primul sistem care a obținut aprobarea din partea Administrației SUA pentru Alimente și Medicamente folosită pentru chirurgia sinusală.
Alte două aplicații diferite, de planificare chirurgicală concepute pentru HoloLens și setul cu cască de realitate mixtă Microsoft, au obținut aprobarea din partea Administrației. În curând vor apărea hologramele speciale pentru intervențiile chirurgicale: un studiu clinic evaluează acum căștile HoloLens care ajută chirurgii și radiologii să elimine tumorile.
Aceste instrumente în curs de dezvoltare sunt „cu un pas dramatic înainte”, spune Jenny Chen, un neuroradiolog și fondatorul 3D Heals, care promovează inovația în imprimarea 3D medicală.
„Următorul pas este să vedem cum companiile îmbunătățesc aceste produse pentru a fi din ce în ce mai adaptate și mai eficiente din punct de vedere clinic.”
Versiunea a doua, a setului cu cască HoloLens, va fi lansat până la sfârșitul anului 2019, pentru a veni în sprijinul chirurgilor și inginerilor biomedicali.
„Atunci când folosești HoloLens, este ca și cum ai avea o vedere cu raze X”, spune Karl West, inventator și inginer biomedical la Clinica Cleveland care a dezvoltat o aplicație HoloLens, care este licențiată pentru lansarea MediView, cu sediul în Cleveland.
„Puteți vedea anatomia în interiorul pacientului. Nu există raze X reale; imaginile provin din scanări tomografice preoperatorii sau RMN-uri, proiectate holografic, printr-un afișaj montat pe cap și cuplate cu dispozitive de urmărire cu ultrasunete și electromagnetice”.
Setul cu cască Microsoft se montează pe capul chirurgului și afișează imagini transparente care se încadrează în câmpul vizual al acestuia. Aplicațiile atribuie imaginile anatomiei pacientului, cu vederea reală. Când este totul configurat, un chirurg poate merge în jurul pacientului, vizualizând imagini holografice tridimensionale ale structurilor interne – cum ar fi arterele, venele și organele interne – din diferite puncte de vedere.
Utilizând setul cu cască, chirurgii nu trebuie să se uite în altă parte pentru a obține informații în timp ce efectuează o procedură. Aceștia pot utiliza comenzi vocale sau gesturi pentru a mări imagini sau pentru a muta informații. Chiar și semnele vitale ale pacientului pot fi proiectate pe câmpul vizual.
„Va permite chirurgilor să poată realiza lucrurile mai rapid, mai eficient și mai exact, într-un mediu real”, spune West. MediView își testează în prezent aplicația HoloLens în intervențiile la ficat, rinichi și pe alte proceduri de ablație a tumorilor abdominale.
Într-o procedură tipică, un radiolog de intervenție folosește un ac de biopsie pentru a furniza energie cu microunde care încălzește și distruge o problemă anormală. Văzând anatomia pacientului în 3D va oferi „o capacitate semnificativ crescută de a identifica masele canceroase adânc în corp”, spune West. (MediView a folosit HoloLens 1 și intenționează să facă schimbarea la HoloLens 2 atunci când va devini disponibil.)
În luna mai 2019, lansarea Medivis din New York a primit aprobarea Administrației SUA pentru Alimente și Medicamente, pentru produsul său de imagistică bazat pe HoloLens, SurgicalAR, care poate fi utilizat pentru planificarea chirurgicală holografică. Doi rezidenți medicali de la Universitatea din New York – un neurochirurg și un radiolog, au început să facă ,,brainstorming” despre modul în care dispozitivele de realitate mixtă ar putea ajuta la dezvăluirea anatomiei chirurgicale.
De-a lungul orelor clinice, Osamah Choudhry și Chris Morley au format o companie. Acum au acorduri de parteneriat cu Microsoft, Magic Leap (pentru o utilizare educativă a dispozitivului său) și Verizon (pentru a testa produsele în Verizon 5G Lab din New York). O imagine 3D îi ajută pe chirurgi să vizualizeze cea mai bună abordare într-un mod în care imaginile tradiționale bidimensionale nu o pot face, spune Choudhry, CEO-ul Medivis, care se află în al șaptelea (și ultimul) an al rezidenței sale.
„Aceasta este cea mai exactă reprezentare a pacientului în timpul operației”, spune el.
Pe măsură ce sistemele de navigație chirurgicală se îmbunătățesc, o provocare primară este sincronizarea datelor din scanările anterioare ale operațiilor pe pacienți. O sondă chirurgicală poate modifica anatomia. Pe măsură ce corpul și organele pacientului se schimbă, imaginea impusă digital trebuie să se deplaseze la unison.
O soluție este de a plasa dispozitive de urmărire pe pacient, pe care sistemul AR le poate detecta. Ori de câte ori datele se schimbă, un algoritm va realiza ajustări în timp real.
„Fuziunea exactă a imaginilor medicale cu pacientul fizic, este cel mai critic pas în acceptarea AR pentru procedurile medicale”, spune Raul Uppot, un radiolog intervențional la Spitalul General Massachusetts din Boston, care a folosit realitatea virtuală în predarea la Harvard Medical School.
Medicii care au testat un HoloLens și care au ajuns să atingă imaginile 3D, sunt surprinși de modul în care setul cu cască ar putea transforma operația. Ei pot roti fizic o imagine virtuală pentru a o vedea dintr-un unghi diferit. De asemenea, pot folosi comenzi de vorbire.
„Puteți spune „arată-mi următoarea scanare”și va trece la următoarea scanare”, spune Uppot.
Sistemele de ghidare chirurgicală holografică au nevoie de aprobarea Administrației SUA pentru Alimente și Medicamente. MediView și Medivis speră să obțină acest lucru și să își aducă produsele pe piață până în anul 2021 – deschizând o nouă viziune în lumea chirurgiei.