돼지 모델에서 증강 현실 헤드 마운트 디스플레이를 사용한 척추경 나사 배치

이 프로토콜에서는 돼지 사체 모델의 최소 침습 척추경 나사 교체 워크플로에 증강 현실을 통합하는 방법에 대한 자세한 가이드를 제공합니다. 증강 현실은 여전히 수술에서 비교적 새로운 기술이기 때문에 외과의에게 수술 중 사용에 대한 적절한 지침을 제공하는 것이 중요합니다. 이 연구 설정에서는 수술 현장에서 바로 내비게이션 정보를 제공하기 위해 증강 현실 헤드셋을 추가한 기존 내비게이션 설정을 사용합니다.

이렇게 하면 수술 분야와 별도의 내비게이션 디스플레이 사이에 주의를 분산할 필요가 없습니다. 시작하려면 수술을 위해 준비된 돼지 사체 표본의 2D 스카우트 뷰 샷 2장을 획득합니다. CBCT 스캐너 Loop-X를 사용하여 형광투시법으로 관심 척추 수준을 식별합니다.

형광투시 스캔을 수행하려면 CBCT 스캐너의 무선 제어 태블릿을 사용하여 스캐너를 원하는 위치로 이동하고 피부에 위치를 표시하십시오. CBCT 스캐너를 수술 부위에서 멀리 옮깁니다. 그런 다음 헤드 마운트 디스플레이 또는 HMD용 백팩을 착용합니다.

가시돌기를 노출시키고 방사선 투과성 항법 참조 클램프를 관심 영역의 가시돌기에 부착합니다. 전용 드라이버를 사용하여 클램프를 고정하십시오. 이제 Loop-X로 전방, 후방 및 측면 스캔을 수행합니다.

2D 스캔을 사용하여 3D 스캔의 관심 영역을 정의합니다. 그런 다음 CBCT 스캔을 수행하고 스캔을 내비게이션 플랫폼으로 전송합니다. 척추 포인터와 재구성된 인라인 탐색 보기를 사용하여 해부학적 랜드마크에 대한 환자 등록의 정확성을 확인합니다.

탐색된 드릴 가이드와 스크루드라이버를 내비게이션 시스템에 맞게 교정하려면 Brainlab 척추 및 외상 기구 설정 소프트웨어에서 기구를 선택하십시오. 보정 장치와 함께 내비게이션 시스템의 카메라에 실제 기기를 제시합니다. 그런 다음 외과의에게 Magic Leap 헤드셋을 장착하고 각 외과의가 HMD를 정확하게 장착했는지 확인합니다.

HMD와 척추 및 트라우마 내비게이션 소프트웨어 간의 통신을 설정하려면 내비게이션 플랫폼 화면에 표시된 QR 코드를 스캔합니다. 해당 혼합 현실 애플리케이션이 HMD에서 실행되기 시작하고 데이터 전송을 시작합니다. 혼합 현실 맞춤을 수행하려면 몇 초 동안 HMD를 통해 스파인 참조 배열을 확인합니다.

척추의 3D 모형이 HMD의 표본에 정확하게 증강될 때까지 기다립니다. 3D 오버레이 외에도 2D 탐색 보기와 2D 탐색 보기 위에 있는 두 번째 3D 모델을 확인합니다. Spine and Trauma Navigation Software(척추 및 외상 탐색 소프트웨어)에서 Screw Planning(스크류 계획) 모드를 선택합니다.

스크류의 길이, 지름 및 오프셋에 대한 매개변수를 조정합니다. 척추경 나사 경로를 3D 등록 증강 모델을 기반으로 계획하여 척추의 해부학적 구조에 맞춥니다. 내비게이션 플랫폼의 터치스크린에서 나사 경로를 미세 조정합니다.

그런 다음 HMD를 통해 볼 수 있는 중첩된 3D 모델을 기반으로 최소 침습 척추경 접근을 위해 메스로 작은 피부 절개를 표시합니다. 연조직을 해부한 후 탐색된 드릴 가이드를 계획된 경로에 배치하고 정렬합니다. 4.5mm 드릴 비트가 있는 전동 드릴을 사용하여 척추경을 뚫습니다.

정확도 분석을 위해 두 번째 CBCT를 수행하여 드릴링된 척추뼈의 재구성을 획득합니다. 후속 정확도 분석을 위해 사용하기 전에 척추뼈에 뚫린 운하가 명확하게 보이는지 확인하십시오. 수술 후 CBCT 스캔은 캐뉼레이션당 시간과 임상 및 기술적 정확성을 평가하는 데 사용되었습니다.

캐뉼레이션당 평균 삽입 시간은 141초에서 빼기 71초였습니다. 33개의 캐뉼레이션 모두 Gertzbein 등급 척도에 따라 임상적으로 정확한 것으로 간주되었습니다. 수행된 33개의 척추경 캐뉼레이션의 경우 기술적 정확도는 진입점에서 1.0 플러스 마이너스 0.5mm였습니다.

그리고 드릴 운하의 바닥에서 0.8 플러스 또는 마이너스 0.1 밀리미터. 각도 편차는 1.5 플러스 마이너스 0.6도였습니다. 우리 연구에서 머리 장착 장치에 제시된 증강 현실을 사용하면 이 돼지 사체 모델에서 척추경을 뚫는 데 높은 임상적 정확도를 제공합니다.

우리의 연구는 수술 워크플로에서 증강 현실의 통합을 촉진하기 위한 단계별 가이드를 제공합니다.