Preview

"Хирургия позвоночника"

Расширенный поиск

Cмартфон-ассистированная технология дополненной реальности при предоперационном планировании в хирургии позвоночника

https://doi.org/10.14531/ss2021.3.94-99

Полный текст:

Аннотация

Цель исследования. Представление виртуальной трехмерной модели патологически измененных сегментов позвоночника пациента и анализ результатов ее применения при планировании хирургического вмешательства в виде дополненной реальности с использованием смартфона.

Материал и методы. Выполнили трехмерное моделирование целевого отдела предполагаемой зоны хирургического вмешательства на основе данных КТ пяти пациентов с различными деформациями позвоночника. Разработали приложение для смартфона, позволяющее выводить на экран трехмерный объект предполагаемой зоны операции в виде дополненной реальности.

Результаты. Созданные виртуальные трехмерные модели были успешно применены в пяти случаях при предоперационном планировании и проведении симуляционного тренинга перед хирургическим вмешательством, что позволило детально увидеть анатомические особенности позвоночника, расположение сосудистых структур при их контрастировании, спланировать направление винтов. Продемонстрирован потенциал применения дополненной реальности в клинической практике.

Заключение. Преимуществами метода смартфон-ассистированной технологии дополненной реальности при предоперационном планировании в хирургии позвоночника являются простота создания компьютерной модели, возможности для хирурга использования трехмерной модели для ориентирования в сложной анатомической зоне в любой момент операции, сокращение риска технических ошибок.

Об авторах

Е. В. Ковалев
Гомельская областная клиническая больница Республика Беларусь, 246029, Гомель, ул. Братьев Лизюковых, 5
Россия

врач-нейрохирург



С. И. Кириленко
Гомельская областная клиническая больница, Республика Беларусь, 246029, Гомель, ул. Братьев Лизюковых, 5
Россия

канд. мед. наук, врач-нейрохирург, заведующий нейрохирургическим отделением № 2



А. Н. Мазуренко
Республиканский научно-практический центр травматологии и ортопедии Республика Беларусь, 220024, Минск, ул. Лейтенанта Кижеватова, 60, к. 4
Россия

канд. мед. наук, доцент, докторант, заведующий лабораторией травматических повреждений позвоночника и спинного мозга, нейротравматолог



А. Е. Филюстин
Республиканский научно-практический центр радиационной медицины и экологии человека Республика Беларусь, 246040, Гомель, ул. Ильича, 290
Россия

врач-рентгенолог, заведующий отделением лучевой диагностики



В. В. Дубровский
Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого Республика Беларусь, 246050, Гомель, ул. Кирова, 32а
Россия

научный сотрудник



Список литературы

1. Lovo EE, Quintana JC, Puebla MC, Torrealba G, Santos JL, Lira IH, Tagle P. A novel. inexpensive method of image coregistration for applications in image-guided surgery using augmented reality. Neurosurgery. 2007;60(4 Suppl 2):366–372. DOI: 10.1227/01.NEU.0000255360.32689.FA.

2. Caudell TP, Mizell DW. Augmented reality: an application of heads-up display technology to manual manufacturing processes. In: Proceedings of the Twenty Fifth Hawaii International Conference on System Sciences, Kauai, HI, USA, Feb 7–10, 1992: Vol. 2. P. 659–669. DOI: 10.1109/HICSS.1992.183317.

3. Всемирное исследование Digital IQ за 2017 год. Цифровое десятилетие. В ногу со временем. [Electronic resource]. https://www.pwc.ru/ru/publications/globaldigital-iq-survey-rus.pdf (дата обращения: 10.11.2020). [2017 Global Digital IQ® Survey. A decade of digital. Keeping pace with transformation. [Electronic resource]. https://www.pwc.ru/ru/publications/globaldigital-iq-survey-rus.pdf. Date of access: 10.11.2020].

4. Leger E, Reyes J, Drouin S, Popa T, Hall JA, Collins DL, Kersten-Oertel M. MARIN: an open-source mobile augmented reality interactive neuronavigation system. Int J Comput Assist Radiol Surg. 2020;15:1013–1021. DOI: 10.1007/s11548-020-02155-6.

5. Кравцов А.А., Лойко В.И. Совершенствование пользовательского интерфейса визуализации трехмерных объектов при помощи технологии дополненной реальности // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014. № 100. С. 431–445. [Kravtsov AA, Loiko VI. Improving three-dimensional object visualization user interface with augmented reality technology. Scientific Journal of KubSAU. 2014;(100):

6. –1420. In Russian].

7. Deng W, Li F, Wang M, Song Z. Easy-to-use augmented reality neuronavigation using a wireless tablet PC. Stereotact Funct Neurosurg. 2014;92:17–24. DOI: 10.1159/000354816.

8. Hou Y, Ma L, Zhu R, Chen X, Zhang J. A low-cost iPhone-assisted augmented reality solution for the localization of intracranial lesions. PLoS ONE. 2016;11:e0159185. DOI: 10.1371/journal.pone.0159185.

9. 3D Slicer. [Electronic resource]. URL: https://www.slicer.org (дата обращения: 10.11.2020). [3D Slicer. [Electronic resource]. URL: https://www.slicer.org. Date of access: 10.11.2020].

10. Ungi T, Lasso A, Fichtinger G. Open-source platforms for navigated image-guided interventions. Med Image Anal. 2016;33:181–186. DOI: 10.1016/j.media.2016.06.011.

11. Blender [Electronic resource]. URL: https://www.blender.org/download (дата обращения: 10.11.2020). [Blender [Electronic resource]. URL: https://www.blender.org/download. Date of access: 10/11/2020].

12. Vuforia [Electronic resource]. URL: https://developer.vuforia.com (дата обращения: 10.11.2020). [Vuforia [Electronic resource]. URL: https://developer.vuforia.com. Date of access: 10.11.2020].

13. Perez-Pachon L, Poyade M, Lowe T, Groning F. Image overlay surgery based on augmented reality: a systematic review. In: Rea P.M. (ed). Biomedical Visualisation. Advances in Experimental Medicine and Biology, Vol 1320. Springer, Cham, 2020:175–195. DOI: 10.1007/978-3-030-47483-6_10.

14. Unity [Electronic resource]. URL: https://unity.com/ru (дата обращения: 10.11.2020). [Unity [Electronic resource]. URL: https://unity.com/ru. Date of access 10.11.2020].

15. Guha D, Alotaibi NM, Nguyen N, Gupta S, McFaul C, Yang VXD. Augmented reality in neurosurgery: a review of current concepts and emerging applications. Can J Neurol Sci. 2017;44:235–245. DOI: 10.1017/cjn.2016.443.

16. Watanabe E, Satoh M, Konno T, Hirai M, Yamaguchi T. The trans-visible navigator: a see-through neuronavigation system using augmented reality. World Neurosurg. 2016;87:399–405. DOI: 10.1016/j.wneu.2015.11.084.

17. Aly O. Assisting vascular surgery with smartphone augmented reality. Cureus. 2020;12:e8020. DOI: 10.7759/cureus.8020.

18. Besharati Tabrizi L, Mahvash M. Augmented reality-guided neurosurgery: accuracy and intraoperative application of an image projection technique, J Neurosurg. 2015;123:206–211. DOI: 10.3171/2014.9.JNS141001.

19. Zhu M, Liu F, Chai G, Pan JJ, Jiang T, Lin L, Xin Y, Zhang Y, Li Q. A novel augmented reality system for displaying inferior alveolar nerve bundles in maxillofacial surgery. Sci Rep. 2017;7:42365. DOI: 10.1038/srep42365.


Для цитирования:


Ковалев Е.В., Кириленко С.И., Мазуренко А.Н., Филюстин А.Е., Дубровский В.В. Cмартфон-ассистированная технология дополненной реальности при предоперационном планировании в хирургии позвоночника. "Хирургия позвоночника". 2021;18(3):94-99. https://doi.org/10.14531/ss2021.3.94-99

For citation:


Kovalev E.V., Kirilenko S.I., Mazurenko A.N., Filiustin A.E., Dubrovsky V.V. Smartphone-assisted augmented reality technology for preoperative planning in spine surgery. Hirurgiâ pozvonočnika (Spine Surgery). 2021;18(3):94-99. https://doi.org/10.14531/ss2021.3.94-99

Просмотров: 207


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1810-8997 (Print)
ISSN 2313-1497 (Online)