Osamah Choudhry alzò lo sguardo e vide un tumore.
Contenuto relativo
- Il caffè al cervello — Letteralmente — potrebbe aiutare i chirurghi
Camminando con cautela in una sala conferenze in un hotel vicino al Langone Medical Center della New York University, il residente di neurochirurgia del quarto anno inclinò la testa all'indietro. Non stava esaminando i pannelli del controsoffitto. Piuttosto, scrutando un voluminoso auricolare nero legato alla sua testa, esplorò lentamente uno spazio virtuale. Uno schermo di computer su un tavolo vicino mostrava la sua visione per gli spettatori: una rappresentazione colorata e sorprendentemente realistica di un cervello umano.
Facendo piccoli passi e usando un controller di gioco per ingrandire, ruotare e inclinare la sua prospettiva, Choudhry ha fatto volare un avatar sullo schermo attorno al cervello ricreato come un personaggio in un bizzarro gioco ispirato a Fantastic Voyage . Dopo due o tre minuti di studio tranquillo, finalmente parlò.
"Wow." Quindi, più silenzio.
Choudhry non è estraneo agli impressionanti strumenti tecnologici utilizzati in chirurgia. I puntatori di navigazione basati su GPS, per tracciare la posizione degli strumenti chirurgici in relazione all'anatomia, e i modelli stampati in 3D sono aiuti comuni per i neurochirurghi. Ma il dispositivo che Choudhry stava esaminando per la prima volta in questo giorno, un auricolare per realtà virtuale HTC Vive, era di livello superiore. Lo ha messo nella testa di un vero paziente.
Osamah Choudhry, un neurochirurgo residente presso la New York University, fa un tour virtuale attraverso un cervello umano. (Teatro chirurgico) Qui, non solo poteva vedere tutti i lati del glioma insulare in agguato, zoomare per esaminare minuziosamente i dettagli e volare fuori per vedere il contesto più ampio, ma anche come ogni nervo e vaso sanguigno si alimentava dentro e attraverso il tumore. Le aree critiche motorie e vocali nelle vicinanze, contrassegnate in blu, segnalano zone di non volo da evitare con attenzione durante l'intervento chirurgico. Il cranio stesso presentava un ampio ritaglio che può essere ridotto fino alle dimensioni di una craniotomia reale, un'apertura di dieci o un quarto nel cranio attraverso la quale i chirurghi conducono le procedure.
"Questo è semplicemente bellissimo", ha detto Choudhry. “In medicina, siamo rimasti bloccati per così tanto tempo in un mondo 2D, ma questo è ciò su cui facciamo affidamento, guardando le sezioni delle scansioni CT e MRI. Questa tecnologia rende la risonanza magnetica un aspetto positivo aC e ci consente di osservare l'anatomia in tutte e tre le dimensioni. "
Le scansioni di tomografia computerizzata (TC) e di risonanza magnetica (MRI) sono elementi critici per esplorare l'aspetto dell'interno del corpo, localizzare malattie e anomalie e pianificare interventi chirurgici. Fino ad ora, i chirurghi hanno dovuto creare i propri modelli mentali di pazienti attraverso un attento studio di queste scansioni. La piattaforma chirurgica di navigazione avanzata, o SNAP, tuttavia, fornisce ai chirurghi un riferimento tridimensionale completo del loro paziente.
Sviluppato dalla compagnia chirurgica Cleveland, Ohio, con sede in Ohio, SNAP è progettato per HTC Vive e Oculus Rift, due cuffie da gioco che non sono ancora disponibili al pubblico. Il sistema è stato inizialmente concepito come uno strumento di pianificazione chirurgica ad alta fedeltà, ma una manciata di ospedali sta testando il modo in cui potrebbe essere utilizzato durante interventi chirurgici attivi.
Questa fusione di scansioni TC e RM, utilizzando SNAP, offre una visione chiara di un tumore al cervello. (Teatro chirurgico) In sostanza, SNAP è una tabella di marcia super dettagliata che i chirurghi possono fare riferimento per rimanere in pista. I chirurghi utilizzano già feed video live delle procedure in corso per avere un'immagine ingrandita a cui fare riferimento; I modelli 3D sugli schermi dei computer hanno anche migliorato la visualizzazione per i medici. Le cuffie aggiungono un ulteriore livello di dettagli coinvolgenti.
Indossare l'auricolare attualmente richiede un chirurgo per allontanarsi dalla procedura e indossare nuovi guanti. Ma, nel fare ciò, il medico orienta un obiettivo chirurgico, in dettaglio, e può tornare al paziente con una chiara comprensione dei passi successivi e di eventuali ostacoli. Il tessuto cerebrale malato può apparire e sentire molto simile al tessuto sano. Con SNAP, i chirurghi possono misurare con precisione le distanze e le larghezze delle strutture anatomiche, rendendo più semplice sapere esattamente quali parti rimuovere e quali parti lasciare alle spalle. Nella chirurgia del cervello, le frazioni di millimetri contano.
Warren Selman, presidente della neurochirurgia della Case Western University, esamina le scansioni CT e MRI unite dal software SNAP. (Teatro chirurgico) Lo strumento aveva un'origine improbabile. Mentre a Cleveland stava lavorando a un nuovo sistema di simulazione del volo dell'Aeronautica americana, gli ex piloti dell'aeronautica israeliana Moty Avisar e Alon Geri stavano ordinando cappuccini in un bar quando Warren Selman, la cattedra di neurochirurgia della Case Western University, sentì per caso alcuni dei loro conversazione. Una cosa ha portato a un'altra e Selman ha chiesto se potevano fare per i chirurghi quello che hanno fatto per i piloti: dare loro una visione ad occhio nemico di un bersaglio.
"Ci ha chiesto se potevamo consentire ai chirurghi di volare all'interno del cervello, di entrare nel tumore per vedere come manovrare gli strumenti per rimuoverlo preservando i vasi sanguigni e i nervi", ha detto Avisar. Geri e Avisar hanno co-fondato Surgical Theater per costruire la nuova tecnologia, prima come modellazione 3D interattiva su uno schermo 2D, e ora con un auricolare.
Il software SNAP esegue scansioni CT e MRI e le unisce in un'immagine completa del cervello di un paziente. Usando i controlli portatili, i chirurghi possono stare vicino o addirittura all'interno del tumore o dell'aneurisma, rendere il tessuto cerebrale più o meno opaco e pianificare il posizionamento ottimale della craniotomia e dei movimenti successivi. Il software può costruire un modello virtuale di un sistema vascolare in soli cinque minuti; strutture più complicate, come i tumori, possono richiedere fino a 20.
"I chirurghi vogliono essere in grado di fermarsi per alcuni minuti durante l'intervento chirurgico e guardare dove si trovano nel cervello", ha detto Avisar. “Operano attraverso un'apertura di dimensioni ridotte, ed è facile perdere l'orientamento guardando al microscopio. Ciò che non puoi vedere è ciò che è pericoloso. Questo dà loro una sbirciatina dietro il tumore, dietro l'aneurisma, dietro la patologia. "
"Dov'è stata tutta la mia vita?" afferma John Golfinos, presidente della neurochirurgia presso il Langone Medical Center della New York University. (Università di New York) John Golfinos, presidente della neurochirurgia presso il Langone Medical Center della New York University, ha affermato che la rappresentazione visiva realistica di SNAP di un paziente è un grande balzo in avanti.
"È abbastanza travolgente la prima volta che lo vedi come un neurochirurgo", ha detto. "Ti dici, dov'è stata tutta la mia vita?"
L'entusiasmo di Golfinos è comprensibile quando si comprende la ginnastica mentale richiesta ai chirurghi per dare un senso all'imaging medico standard. Negli anni '70, quando fu sviluppata la TC, le immagini erano inizialmente rappresentate come qualsiasi fotografia: il lato destro del paziente era alla sinistra dello spettatore e viceversa. Le scansioni potrebbero essere eseguite su tre piani: dal basso verso l'alto, da sinistra a destra o da davanti a dietro. Ma poi, in qualche modo, le cose si sono confuse. Sinistra divenne sinistra, in alto divenne in basso. Quella pratica ha portato alle scansioni MRI, quindi per i chirurghi di leggere le scansioni come se fossero pazienti in piedi davanti a loro, dovevano essere in grado di riorganizzare mentalmente le immagini nelle loro menti.
"Ora le persone stanno finalmente realizzando che se vogliamo simulare il paziente, dovremmo simularlo nel modo in cui il chirurgo li vede", ha detto Golfinos. “Dico ai miei residenti che la risonanza magnetica non mente mai. È solo che a volte non sappiamo cosa stiamo guardando. "
All'UCLA, SNAP viene utilizzato negli studi di ricerca per pianificare interventi chirurgici e valutare successivamente l'efficacia di una procedura. Neil Martin, presidente della neurochirurgia, ha fornito feedback a Surgical Theater per affinare l'esperienza occasionalmente disorientante di guardare in cuffia per realtà virtuale. Sebbene i chirurghi stiano utilizzando SNAP durante interventi chirurgici attivi in Europa, negli Stati Uniti viene ancora utilizzato come strumento di pianificazione e ricerca.
Martin ha detto che spera che ciò cambi, e sia lui che Avisar pensano che potrebbe portare la collaborazione in chirurgia a livello internazionale. Collegato attraverso una rete, un team di chirurghi di tutto il mondo poteva consultare un caso da remoto, ciascuno con un avatar colorato in modo univoco, e camminare insieme nel cervello di un paziente. Pensa a World of Warcraft, ma con più dottori e meno arcmagi.
“Non stiamo parlando di telestrazioni sullo schermo di un computer, stiamo parlando di essere dentro il cranio proprio accanto a un tumore di 12 piedi di diametro. È possibile contrassegnare le aree del tumore che devono essere rimosse o utilizzare uno strumento virtuale per sezionare il tumore e lasciare indietro il vaso sanguigno ", ha detto Martin. “Ma per capire davvero cosa ha da offrire, devi indossare le cuffie. Una volta fatto, verrai immediatamente trasportato in un altro mondo. "
SNAP, della compagnia chirurgica Theatre di Cleveland, offre ai chirurghi una visione tridimensionale dei loro pazienti. (Credito: teatro chirurgico)Alla NYU, Golfinos ha usato SNAP per esplorare i modi in cui poteva affrontare procedure difficili. In un caso, dove pensava che uno strumento endoscopico potesse essere il metodo migliore, SNAP lo ha aiutato a capire che non era così rischioso come pensava.
"Essere in grado di vedere fino in fondo la traiettoria dell'endoscopio non è possibile su un'immagine 2D", ha detto Golfinos. “Ma in 3D, sei in grado di vedere che non ti imbatterai in cose lungo la strada o ferirai strutture nelle vicinanze. Lo abbiamo usato in questo caso per vedere se era possibile raggiungere [il tumore] con un endoscopio rigido. Lo è stato, e l'abbiamo fatto, e il 3D ha preso la decisione su un caso che si è rivelato magnificamente. ”
L'educazione del paziente è un'altra area in cui Choudhry ritiene che Vive o Oculus Rift possano essere estremamente utili. In un'epoca in cui molti pazienti fanno i compiti e vengono armati di domande, Choudhry afferma che potrebbe aiutare a facilitare una migliore connessione tra paziente e chirurgo.
"A volte passo minuti a spiegare la TAC o la risonanza magnetica e non ci vuole molto a perderli", ha detto Choudhry. “Il 3D è intuitivo e sai esattamente cosa stai guardando. Se il paziente è più a suo agio con ciò che gli stai dicendo, allora la sua cura generale sarà migliore. ”
Martin è d'accordo. Mentre dice che circa un terzo dei pazienti non si preoccupa di vedere i dettagli grintosi, molti sono desiderosi di saperne di più.
"Possiamo mostrare loro come appare il loro tumore e possono essere pienamente informati su ciò che accadrà", ha detto Martin. "Alcune persone sono piuttosto interessate ai dettagli tecnici, ma non tutti vogliono quel livello di coinvolgimento."
In definitiva, Choudhry ritiene che una tecnologia come SNAP sia un gateway verso usi ancora più avanzati per la digitalizzazione in sala operatoria. Un auricolare trasparente, più simile agli occhiali da laboratorio, sarebbe più agile, ha detto, e consentirebbe la realtà aumentata, come una sovrapposizione 3D, sul paziente reale.
Ma per ora, Golfinos afferma che la realtà virtuale è ancora uno strumento prezioso e aiuta a migliorare l'assistenza in tutto il campo, specialmente in neurochirurgia, dove una conoscenza intima dell'anatomia è una necessità.
"Abbiamo questa tecnologia e vogliamo che migliori la vita di tutti", ha detto. “Migliora la sicurezza e per i nostri pazienti è la cosa migliore che possiamo fare.
