Медицинская литература. Новинки

 

 

 

 

 

 

Первый опыт применения технологии дополненной реальности при лапароскопических операциях на печени и поджелудочной железе

Вы можете загрузить полный текст статьи в формате pdf

Цель. Описание опыта применения системы смешанной реальности при операциях на органах брюшной полости в условиях одного центра. Материал и методы. В 2021–2022 гг. с применением технологии дополненной реальности лапароскопически оперировано 5 пациентов. Выполнили эхинококкэктомию с резекцией IV, V, VI сегментов печени, панкреатодуоденальную резекцию по поводу рака головки поджелудочной железы, иссечение кисты брыжейки тонкой кишки, резекцию тела и хвоста поджелудочной железы по поводу нейроэндокринной опухоли. Результаты. При использовании 3D-моделей требовалось некоторое время для надевания очков, масштабирования модели и ее наложения на экранное изображение, что иногда увеличивало время операции до 25 мин. В ряде операций применение дополненной реальности облегчило хирургу ориентировку при работе около сосудистых структур. После просмотра АR-модели хирург чувствовал себя более уверенно с точки зрения индивидуальной анатомии. Заключение. Дополненная реальность может стать надежным и перспективным инструментом в абдоминальной хирургии. Тем не менее необходимо дальнейшее технологическое совершенствование систем дополненной реальности для увеличения их производительности.

Ключевые слова:
виртуальная реальность, дополненная реальность, смешанная реальность, абдоминальная хирургия, 3D-модель

Литература:
1. Wake N., Wysock J.S., Bjurlin M.A., Chandarana H., HuangW.C. «Pin the tumor on the kidney» an evaluation of how surgeons translate CT and MRI data to 3D models. Urology. 2019; 131: 255-261. https://doi.org/10.1016/j.urology.2019.06.016
2. Bernhard J.C., Isotani Sh.,Matsugasumi T., Duddalwar V., Hung A.J., Suer E., Baco E., Satkunasivam R., Djaladat H., Metcalfe Ch., Hu B., Wong K., Park D., Nguyen M., Hwang D., Bazargani S.T., de Castro Abreu A.L., Aron M., Ukimura O., Gill I.S. Personalized 3D printed model of kidney and tumor anatomy: a useful tool for patient education. World J. Urol. 2016; 34(3): 337-345. https://doi.org/10.1007/s00345-015-1632-2
3. Silberstein J.L., Maddox M.M., Dorsey Ph., Feibus A., Thomas R., Lee B.R. Physical models of renal malignancies using standard cross-sectional imaging and 3-dimensional printers: a pilot study. Urology. 2014; 84(2): 268-272. https://doi.org/10.1016/j.urology.2014.03.042
4. Rosen J.M, Soltanian H., Redett R.J., Laub D.R. Evolution of virtual reality. IEEE Eng. Med. Biol. Mag. 1996; 15(2): 16-22
5. Heilig M.L. Stereoscopic-television apparatus for individual use. US Patent, US2955156A 1960 2: 155-156
6. Brigham T.J. Reality Check: Basics of Augmented, Virtual, and Mixed Reality. Med Ref Serv Q. 2017 Apr-Jun;36(2):171-178. https://doi.org/10.1080/02763869.2017.1293987.
7. Microsoft About HoloLens 2, https://docs.microsoft.com/en-us/hololens/hololens2-hardware (accessed September 23 2021), https://docs.microsoft.com
8. Van der Putten K., AndersonM. B., van GeenenR. C.Case Report: Looking through the Lens: The Reality of Telesurgical Support with Interactive Technology Using Microsoft’s HoloLens 2. Case Rep. Orthop. 2022;2022:5766340. https://doi.org/10.1155/2022/5766340.
9. Vavra P., Roman J., Zonca P., Ihnat P., Nemec M., Kumar J., Habib N., El-Gendi A. Recent development of augmented reality in surgery: a review. J. Healthc. Eng. 2017;2017:4574172. https://doi.org/10.1155/2017/4574172
10. Lysenko A, Razumova A, Yaremenko A, Ivanov V, Strelkov S, Krivtsov A. The use of augmented reality navigation technology in combination with endoscopic surgery for the treatment of an odontogenic cyst of the upper jaw: A technical report. Imaging Sci Dent. 2022 Jun;52(2):225-230. https://doi.org/10.5624/isd.20210256
11. Cutolo F., Parchi P.D., Ferrari V. Video see through AR head-mounted display for medical procedures. In: 2014 IEEE international symposium on mixed and augmented reality (ISMAR), 10-12 Sept. 2014: 393-396. https://doi.org/10.1109/ismar.2014.6948504
12. Navab N., Traub J., Sielhorst T., Feuerstein M., Bichlmeier C. Action- and workfow-driven augmented reality for computeraided medical procedures. IEEE Comput Graph.2007. 27(5):10-14. https://doi.org/10.1109/Mcg.2007.117
13. Cutolo F. Augmented reality in image-guided surgery. In: Lee N. Encyclopedia of computer graphics and games. Springer, Cham, P. 1-11. https://doi.org/10.1007/978-3-319-08234-9_78-1
14. Haouchine N., Dequidt J., Berger M.O., Cotin S. Deformation-based augmented reality for hepatic surgery. Stud. Health Technol. Inform, 2013; 184:182-188
15. Sauer I.M., Queisner M., Tang P., Moosburner S., Hoepfner O., Horner R., Lohmann R., PratschkeJ. Mixed reality in visceral surgery: development of a suitable workflow and evaluation of intraoperative use-cases. Ann. Surg. 2017;266(5):706-712. https://doi.org/10.1097/SLA.0000000000002448.
16. Huber T., Hadzijusufovic E., Hansen Ch., Paschold M., Lang H., KneistW.. Head-mounted mixed-reality technology during robotic-assisted transanal total mesorectal excision. Dis. Colon. Rectum. 2019;62(2):258-261. https://doi.org/10.1097/DCR.0000000000001282..
17. Monch J., Muhler K., Hansen Ch., Oldhafer K.-J., Stavrou G., Hillert Ch., Logge Ch., Preim B. The LiverSurgeryTrainer: training of computer-based planning in liver resection surgery. Int. J. Comput. Assist. Radiol. Surg. 2013;8(5):809-818. https://doi.org/10.1007/s11548-013-0812-z.
18. Okamoto T., Onda S., Yasuda J., Yanaga K., Suzuki N., Hattori A. Navigation surgery using an augmented reality for pancreatectomy. Dig. Surg. 2015;32(2):117-123. https://doi.org/10.1159/000371860
19. Onda S., Okamoto T., Kanehira M., Fujioka S., Suzuki N., Hattori A., Yanaga K. Short rigid scope and stereo-scope designed specifically for open abdominal navigation surgery: clinical
20. application for hepatobiliary and pancreatic surgery. J. Hepatobiliary Pancreat. Sci. 2013;20(4):448-453. https://doi.org/10.1007/s00534-012-0582-y
21. Ntourakis D., Memeo R., Soler L., Marescaux J., Mutter D., Pessaux P. Augmented reality guidance for the resection of missing colorectal liver metastases: an initial experience. World J. Surg. 201640(2):419-426. https://doi.org/10.1007/s00268-015-3229-8
22. Okamoto T, Onda S., Matsumoto M., Gocho T., Futagawa Y., Fujioka S., Yanaga K., Suzuki N., Hattori A. Utility of augmented reality system in hepatobiliary surgery. J. Hepatobiliary Pancreat. Sci. 2013; 20(2):249-253. https://doi.org/10.1007/s00534-012-0504-z
23. Tang R., Ma L., Xiang C., Wang X., Li A., Liao H., Dong J. Augmented reality navigation in open surgery for hilar cholangiocarcinoma resection with hemihepatectomy using video-based in situ three-dimensional anatomical modeling: a case report. Medicine (Baltimore) 2017;96(37):e8083. https://doi.org/ttps://doi.org/10.1097/MD.0000000000008083.

First experience of using augmented reality technology in liver and pancreas laparoscopy

Aim. To describe the experience of using augmented reality system in abdominal surgery at one clinical center. Materials and methods. In 2021–2022, five patients underwent laparoscopy with augmented reality technology. The interventions included echinococcectomy with resection of IV, V, VI liver segments, pancreaticoduodenal resection for pancreatic head cancer, excision of mesostenium cyst, resection of pancreas body and tail for neuroendocrine tumor. Results. Application of 3D models requires putting on glasses, scaling and setting a model on the screen image, which sometimes prolonged surgery time to 25 minutes. In a number of operations the use of augmented reality navigated the surgeon when working near vascular structures. After looking through the AR model, a surgeon felt more confident in terms of individual anatomy. Conclusion. Augmented reality can become a reliable and promising tool in abdominal surgery. However, further technological development in augmented reality systems is needed to increase their performance.

Keywords:
virtual reality, augmented reality, mixed reality, abdominal surgery, 3D model