Mixed Reality Assistierte radikale endoskopische Thyreoidektomie

Unsere erste klinische Studie untersucht die Integration der Mixed-Reality-Technologie in die endoskopische Thyreoidektomie mit dem Ziel, ihre Praktikabilität und Wirksamkeit zu ermitteln. Die Mixed-Reality-Technologie wurde für das klinische Training, die präoperative Bewertung und die interoperative Navigation bei verschiedenen chirurgischen Verfahren eingesetzt. Es gab jedoch keine ähnlichen Berichte über Thyreoidektomie.

Unabhängig davon, ob die Registrierung zwischen virtuellen und realen anatomischen Strukturen manuell oder automatisch erfolgt, ist sie anfällig für unvermeidliche Diskrepanzen. Darüber hinaus können die komplexe Umgebung und die intensive Aufhellung im Operationssaal die Klarheit und Sichtbarkeit des holografischen Bildes erheblich beeinträchtigen. Im Vergleich zu anderen Technologien kann Mixed Reality eine Null-Zeit-Visualisierung von visuellen holografischen 3D-Modellen in realen Operationssälen mit besseren Präsentationseffekten, stärkerer Kompatibilität, geringeren Kosten und Betriebsschwierigkeiten erreichen.

Importieren Sie zunächst auf einem Computer die DICOM-Daten von CT-Scans mit Nackenunterstützung in den 3D Slicer. Passen Sie die Anzeigeeinstellungen so an, dass eine Fensterbreite von 350 Hounsfield-Einheiten (HU) und eine Fensterebene von 40 HU verwendet wird. Segmentieren und rekonstruieren Sie die Haut mit den Schwellen- und Hohlfunktionen. Erstellen Sie zunächst eine Segmentierung für CT-Werte größer als minus 250 HU mit der Schwellenwertfunktion und verwenden Sie dann die Hohlfunktion, um das Innere der Segmentierung zu entfernen.

Als nächstes segmentieren und rekonstruieren Sie die Schilddrüse, die Läsion, die Luftröhre und die Speiseröhre mit der Funktion "Aus Samen wachsen", die entweder auf Bildern der arteriellen oder venösen Phase basiert. Manuelle Abgrenzung von Seeds innerhalb der Zielstrukturen in Querschnitts-, Sagittal- und Koronabildern. Generieren Sie die Segmentierung automatisch mit der Funktion "Aus Seeds wachsen".

Segmentieren und rekonstruieren Sie nun mit der Schwellenwertfunktion den Knochen auf der Grundlage von Plane-Scan-Bildern. Legen Sie eine Segmentierung für CT-Werte über 200 HU an. Segmentieren und rekonstruieren Sie die Arterien mit der lokalen Schwellenfunktion auf der Grundlage von Bildern der arteriellen Phase. Markieren Sie die Seeds innerhalb der Arterien manuell in koronalen Bildern und erstellen Sie dann mit der lokalen Schwellenwertfunktion eine Segmentierung, die mit dem CT-Wertebereich der Seeds konsistent ist.

Wiederholen Sie den Vorgang, um die Segmentierung schrittweise zu erweitern. Segmentieren und rekonstruieren Sie Venen mit der lokalen Schwellenwertfunktion auf der Grundlage von Bildern der venösen Phase. Um auf einem Computer zu beginnen, exportieren Sie das halbautomatisch rekonstruierte Hals-3D-Modell aus 3D Slicer als OBJ-Datei.

Erstellen Sie ein neues Projekt in Unity 3D mithilfe des Mixed Reality Toolkits, und konfigurieren Sie die erforderlichen Komponenten. Fügen Sie einen Kontrollrahmen mit der Quader-Collider-Komponente hinzu. Implementieren Sie einen verschiebbaren Cursor mit der Cursor-Kontextobjekt-Manipulator-Komponente.

Fügen Sie dann über die Komponenten Object Manipulator, NearInteractionGrabbbable und MinMaxScaleConstraint Bewegungs-, Skalierungs- und Rotationsfunktionen hinzu. Aktivieren Sie die Transparenzsteuerung mit der Komponente des Schieberegler-Transparenzcontrollers. Importieren Sie die OBJ-Datei in das Unity 3D-Projekt, und verknüpfen Sie die konfigurierten Komponenten, einschließlich des Box-Colliders, des Objektmanipulators und des Transparenz-Controllers, mit dem Hals-3D-Modell.

Debuggen Sie das virtuelle Hologramm des Halses auf dem Mixed Reality- oder MR-Head-Mounted-Gerät (HMD) mithilfe des holografischen Remotingprogramms. Packen und exportieren Sie das Projekt aus Unity 3D. Tragen Sie das MRHMD vor der Operation.

Verwenden Sie das MRHMD, um die virtuellen Hologramme des Halses zu manipulieren. Steuern Sie mithilfe der Greifgeste die Bewegung, Skalierung und Drehung des virtuellen Halshologramms, und ziehen Sie dann den entsprechenden virtuellen Schieberegler, um die Transparenz des virtuellen Halshologramms anzupassen. Richten Sie das virtuelle Hologramm des Halses an der Position des Patienten aus und stellen Sie sicher, dass anatomische Marker wie Unterkiefer und Schlüsselbein korrekt ausgerichtet sind.

Importieren Sie klinische Daten, einschließlich CT-Bilder des Halses, Ultraschall und Laboruntersuchungsergebnisse. in das MRHMD, um den Zugang während der Operation zu ermöglichen. Teilen Sie die Ich-Perspektive über das MRHMD über eine Wi-Fi-Verbindung.

Positionieren Sie den anästhesierten Patienten in einer gespaltenen Beinkonfiguration und neigen Sie den Kopf nach hinten, um den Hals zu strecken. Positionieren Sie das Endoskopsystem an der Vorderseite des Kopfes des Patienten. Nach der Einrichtung eines Operationsraums unter einer laparoskopischen Visualisierung von 30 Grad werden die subkutanen Höhlen auf beiden Seiten der Warzenhöfe mit Trokarnadeln präpariert.

Trennen Sie die weiße Linie des Gebärmutterhalses, um die Schilddrüse zu befreien. Hängen Sie die Bandmuskulatur mit Nähten auf, um das Sichtfeld zu erweitern. Injizieren Sie Kohlenstoff-Nanopartikel in die Schilddrüse, um sowohl die Schilddrüse als auch die zervikalen Lymphknoten zu färben.

Trennen Sie als Nächstes den Isthmus der Schilddrüse und entfernen Sie den Pyramidallappen und die prälaryngealen Lymphknoten, um die Luftröhre freizulegen und die Bänder der Schilddrüse zu lösen. Identifizieren Sie den Nervus laryngeus recurrens mit der intraoperativen Neuromonitoring-Sonde. Mit dem Ultraschallmesser koagulieren Sie die untere Schilddrüsenarterie und -vene, die untere Schilddrüsenarterie und die mittlere Schilddrüsenvene.

Identifizieren und erhalten Sie die linke Nebenschilddrüse. Sichern und präparieren Sie die oberen Schilddrüsengefäße mit resorbierbaren Klammern. Trennen und entfernen Sie vorsichtig die läsionale Schilddrüse.

Als nächstes führen Sie eine homolaterale Lymphadenektomie im zervikalen Zentralbereich durch, wobei eine vollständige Entnahme mit einem Probenbeutel sichergestellt wird. Falls erforderlich, führen Sie die kontralaterale Thyreoidektomie und die Lymphadenektomie auf die gleiche Weise durch. Verwenden Sie einen anderen Probenbeutel, um die Drüse zu entfernen.

Nachdem Sie sichergestellt haben, dass alle Blutungen gründlich kontrolliert sind, spülen Sie das Operationsfeld mit sterilem destilliertem Wasser ab. Vernähen Sie den Schnitt Schicht für Schicht.