Colocación de tornillos pediculares mediante una pantalla de realidad aumentada montada en la cabeza en un modelo porcino

En este protocolo, proporcionamos una guía detallada sobre la integración de la realidad aumentada en su flujo de trabajo de reemplazo de tornillos pediculares mínimamente invasivo en un modelo de cadáver de cerdo. Dado que la realidad aumentada sigue siendo una tecnología relativamente nueva en cirugía, es valioso proporcionar a los cirujanos una orientación adecuada sobre su uso durante la cirugía. En esta configuración de estudio, utilizamos una configuración de navegación convencional con la adición de un casco de realidad aumentada para proporcionar información de navegación directamente en el campo quirúrgico.

Esto evita la necesidad de dividir la atención entre el campo quirúrgico y una pantalla de navegación separada. Para comenzar, adquiera dos tomas de vista de exploración en 2D del espécimen de cadáver porcino preparado para la cirugía. Utilizando el escáner CBCT Loop-X, identifique los niveles vertebrales de interés mediante fluoroscopia.

Para realizar la exploración con fluoroscopia, utilice la tableta de control inalámbrico del escáner CBCT para mover el escáner a la posición deseada y marcar la posición en la piel. Aleje el escáner CBCT del campo quirúrgico. Luego, use la mochila para la pantalla montada en la cabeza o HMD.

Exponga la apófisis espinosa y fije una pinza de referencia de navegación radiolúcida a una apófisis espinosa en el área de interés. Utilice el destornillador específico para sujetar la abrazadera. Ahora, realice un escaneo anterior, posterior y lateral con el Loop-X.

Utilice los escaneos 2D para definir la región de interés para el escaneo 3D. A continuación, realice un escaneo CBCT y transfiera el escaneo a la plataforma de navegación. Utilice el puntero dorsal y las vistas de navegación en línea reconstruidas para verificar la precisión del registro del paciente en puntos de referencia anatómicos.

Para calibrar una guía de perforación navegada y un destornillador en el sistema de navegación, seleccione el instrumento en el software de configuración de instrumentos de columna vertebral y traumatología de Brainlab. Presente el instrumento real a la cámara del sistema de navegación junto con un dispositivo de calibración. A continuación, equipe al cirujano con un auricular Magic Leap y asegúrese de que a cada cirujano se le coloque un HMD con precisión.

Para establecer la comunicación entre el HMD y el software de navegación de columna vertebral y traumatismo, escanee el código QR que se muestra en la pantalla de la plataforma de navegación. La aplicación de realidad mixta correspondiente comenzará a ejecutarse en el HMD e iniciará la transferencia de datos a él. Para realizar la alineación de realidad mixta, examine la matriz de referencia de columna vertebral a través del HMD durante unos segundos.

Espere a que se aumente con precisión un modelo 3D de la columna vertebral en la muestra en el HMD. Además de la superposición 3D, observe las vistas de navegación 2D y un segundo modelo 3D encima de las vistas de navegación 2D. Seleccione el modo de planificación de tornillos en el software de navegación de columna vertebral y traumatismos.

Ajuste los parámetros de la longitud, el diámetro y el desplazamiento del tornillo. Planifique las trayectorias de los tornillos pediculares en función del modelo aumentado registrado en 3D, alineándolas con la anatomía de la columna vertebral. Realice un ajuste fino de las trayectorias de los tornillos en la pantalla táctil de la plataforma de navegación.

A continuación, marque pequeñas incisiones en la piel con el bisturí para acceder al pedículo de forma mínimamente invasiva basándose en el modelo 3D superpuesto visible a través del HMD. Después de diseccionar el tejido blando, coloque y alinee la guía de perforación navegada con la ruta planificada. Con un taladro eléctrico con broca de 4,5 milímetros, taladre el pedículo.

Realice un segundo CBCT para adquirir reconstrucciones de las vértebras perforadas para el análisis de precisión. Asegúrese de que el canal perforado en las vértebras sea claramente visible antes de usarlo para análisis de precisión posteriores. Se utilizaron las tomografías CBCT postoperatorias para evaluar el tiempo por canulación y la precisión clínica y técnica.

El tiempo medio de inserción por canulación fue de 141 más o menos 71 segundos. Las 33 canulaciones se consideraron clínicamente precisas de acuerdo con la escala de clasificación de Gertzbein. Para las 33 canulaciones de pedículos realizadas, la precisión técnica fue de 1,0 más o menos 0,5 milímetros en el punto de entrada.

Y 0,8 más o menos 0,1 milímetros en el fondo del canal de perforación. La desviación angular fue de 1,5 más o menos 0,6 grados. En nuestro estudio, el uso de la realidad aumentada presentada en un dispositivo montado en la cabeza proporciona una alta precisión clínica de la perforación de pedículos en este modelo de cadáver de cerdo.

Nuestro estudio proporciona una guía paso a paso para facilitar la integración de la realidad aumentada en el flujo de trabajo quirúrgico.