物理科技生物学-PHYICA

介绍首个用于颅缝早闭手术的个性化虚拟计划和导航系统

医学研究 2022-07-21 21:52:07

Credit: Pixabay/CC0公共领域 格雷戈里奥·马拉尼翁医院和马德里卡洛斯三世大学(UC3M)推出了一种导航系统,该系统将提高颅缝早闭(一种导致颅畸形的先天性缺陷)手术矫正的计划、精度和个性化

它由两家机构的医生和工程师开发,结合了手术导航、三维摄影和增强现实技术,因此外科医生可以在手术过程中估计和校正骨碎片的位置

马德里社区公共网络的一部分——格雷戈里奥·马拉尼翁医院是世界上第一个使用个性化虚拟计划和三重术中指导系统对患有颅缝早闭的幼儿(不到一岁)进行颅面畸形手术矫正的中心

该系统将用于该中心,目的是提高这些手术的准确性和可重复性,确保患者获得最佳结果

这种新的外科手术导航系统是由UC3M生物工程和航空航天工程系的工程师与口腔颌面外科和神经外科合作开发的,这得益于卡洛斯三世健康研究所根据PI18/01625号赠款提供的资金

导航系统的开发和验证已在《科学报告》杂志和其他出版物上发表,因为这是第一项将个性化计划和手术导航应用于颅缝早闭治疗的研究

颅缝早闭是一种先天性缺陷,全球每2000例活产儿中就有1例受到影响

这是一种颅骨的一条或多条缝线过早融合的情况,导致颅骨畸形和婴儿面部不对称

这些畸形会导致颅内压升高,从而阻碍大脑的正常生长和发育

在这些情况下,手术干预是必要的,以使患者的颅区和眶区的形态正常化,避免在以后的生长过程中出现功能和美观问题

治疗颅缝早闭的手术包括切割受影响的骨组织,以最合适的方式对其进行整形,并在患者的颅骨上以正确的位置将其替换,以获得所需的颅骨形态

整形和定位骨骼时的准确性至关重要,因为轻微的变化会对患者的长期功能和美观产生不利影响

到目前为止,这种手术是基于主观评估和外科医生的经验

在这个项目上工作多年后,格雷戈里奥·马拉尼翁医院和UC3M的研究人员开发了一个基于虚拟术前计划的工作流程,为每个患者量身定制,并采用了手术导航技术

三重引导和导航系统允许外科医生在手术干预期间以毫米级精度估计骨碎片的准确位置

靠近手术区域的高分辨率屏幕允许医务人员可视化骨碎片相对于目标术前计划的实际位置的三维表示

这使外科医生能够确认他们在计划手术时达到了规定的目标,并允许他们进行无限制的矫正以确保最佳结果

除此之外,该系统集成了增强现实可视化,允许虚拟计划图像直接叠加到手术区域

这种可视化技术取代了手术室中外部屏幕的使用,允许外科医生可视化手术领域的所有信息

这确保了手术团队将为患者实现良好的美学和功能效果

这个增强现实解决方案是基于UC3M和格雷戈里奥·马拉尼翁医院整形外科和创伤科之前的合作

该系统已经在7名患者身上使用,在所有患者身上获得了最佳的手术效果

根据从事该项目的研究人员的说法,将该系统集成到临床实践中,将确保这些开放式颅骨建模手术具有更高的准确性和可重复性

此外,手术过程中对外科医生经验和主观评估的依赖也将减少

卡洛斯三世大学和格雷戈里奥·马拉尼翁大学综合医院目前正与美国DC华府儿童国家医学中心的研究人员合作,介绍颅缝早闭规划和治疗的这些新进展

该手术导航和引导系统是技术创新的国际参考,将研究成果应用于日常临床实践

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