在猪模型中使用增强现实头戴式显示器放置椎弓根螺钉

在本协议中，我们提供了有关将增强现实集成到猪尸体模型中的微创椎弓根螺钉更换工作流程中的详细指南。由于增强现实在外科手术中仍然是一项相对较新的技术，因此为外科医生提供适当的指导以在手术过程中使用增强现实是很有价值的。在这项研究设置中，我们使用传统的导航设置，并增加了增强现实耳机，以在手术领域提供导航信息。

这样就避免了在手术区域和单独的导航显示器之间分散注意力的需要。首先，获取准备用于手术的猪尸体标本的两张 2D 侦察视图照片。使用 CBCT 扫描仪 Loop-X，通过透视识别感兴趣的椎体水平。

要进行透视扫描，请使用 CBCT 扫描仪的无线控制平板电脑将扫描仪移动到所需位置并在皮肤上标记该位置。将 CBCT 扫描仪移离手术区域。然后，为头戴式显示器或 HMD 佩戴背包。

暴露棘突，并将射线可透导航参考夹连接到感兴趣区域的棘突上。使用专用螺丝刀固定夹子amp.现在，使用 Loop-X 进行前、后和侧向扫描。

使用 2D 扫描定义 3D 扫描的感兴趣区域。然后，执行 CBCT 扫描并将扫描传输到导航平台。使用脊柱指针和重建的内联导航视图来验证患者在解剖标志上的登记的准确性。

要校准导航钻导轨和螺丝刀到导航系统，请在 Brainlab 脊柱和创伤仪器设置软件中选择仪器。将真实仪器与校准设备一起展示给导航系统的摄像头。接下来，为外科医生配备 Magic Leap 耳机，并确保每位外科医生都准确安装 HMD。

要建立HMD与脊柱和创伤导航软件之间的通信，请扫描导航平台屏幕上显示的QR码。相应的混合现实应用程序将开始在 HMD 上运行，并启动向其传输数据。若要执行混合现实对齐，请通过 HMD 查看主干引用阵列几秒钟。

等待脊柱的 3D 模型准确地增强到 HMD 中的标本上。除了 3D 叠加之外，还可以查看 2D 导航视图和 2D 导航视图上方的第二个 3D 模型。在脊柱和创伤导航软件中选择螺钉计划模式。

调整螺钉的长度、直径和偏移量参数。根据 3D 注册增强模型规划椎弓根螺钉路径，将它们与脊柱的解剖结构对齐。在导航平台的触摸屏上对螺丝路径进行微调。

然后，用手术刀标记小皮肤切口，以便根据通过 HMD 可见的叠加 3D 模型进行微创椎弓根通路。解剖软组织后，将导航的钻头导轨定位并对齐到计划的路径。使用带有 4.5 毫米钻头的电钻，钻蒂。

进行第二次 CBCT 以获取钻孔椎骨的重建以进行准确性分析。确保椎骨中钻孔的管清晰可见，然后再将其用于后续的准确性分析。术后 CBCT 扫描用于评估每次插管的时间以及临床和技术准确性。

每次插管的平均插入时间为 141 正负 71 秒。根据 Gertzbein 分级量表，所有 33 个插管都被认为具有临床准确性。对于进行的 33 个椎弓根插管，入口处的技术精度为 1.0 正负 0.5 毫米。

钻道底部为0.8正负0.1毫米。角偏差为1.5正负0.6度。在我们的研究中，使用头戴式设备上呈现的增强现实技术，在这种猪尸体模型中钻探椎弓根的临床准确性很高。

我们的研究提供了一个分步指南，以促进增强现实在手术工作流程中的集成。