HoloLens: eine objektive Alternative zum Gedächtnis des Bedieners (Hololens)

Die US-Richtlinien für die Epiduralanästhesie sind aufgrund anatomischer und technischer Einschränkungen, die sich auf das Gedächtnis des Bedieners verlassen, um die genaue Nadelbahn nachzuahmen, noch herausfordernd. Um das Problem anzugehen, entwarfen und entwickelten die Studienforscher das erste Modell eines lebenden anatomischen holografischen Markierungssystems unter Verwendung von Microsoft HoloLens, einem Augmented-Reality-Technologietool, um ein überlagertes US-Bild als objektive Alternative zum Gedächtnis des Bedieners bereitzustellen. In dieser Studie wird die vorgeschlagene Methodik verwendet, um das Einführen der Nadel genau und einfach zu steuern, was zu einer erfolgreichen epiduralen Platzierung und einer Verkürzung der Eingriffszeit führt. Basierend auf zuvor veröffentlichten und Daten der SHSC-Institution benötigte die durchschnittliche thorakale Epiduralanalgesie-Platzierung 10 Minuten mit einer Standardabweichung von 3 Minuten. Eine Verkürzung der Eingriffszeit verringert das Unbehagen des Patienten, erhöht die Effizienz der Block- und Operationssäle und senkt dadurch die Krankenhauskosten und wird für anatomisch herausfordernde Patienten verwendet.

Die Forscher gehen davon aus, dass die Verwendung von Augmented Reality durch HoloLens zur Implementierung eines neu entwickelten virtuellen holografischen „Durchsicht“-Tools für neuroaxiale Anästhesietechniken führen wird, das die Nadelgenauigkeit erhöht und die Eingriffszeit verkürzt.

Die Hauptfrage der Studie ist die Bewertung der Genauigkeit der entwickelten Anwendung. Insbesondere wird die Studie bestimmen, ob eine holografische Markierung der Stelle der Nadeleinführung und eine optimale Winkelung die Nadelgenauigkeit erhöhen und die Eingriffszeit verkürzen, indem sie den ersten Erfolg in der Vergangenheit im Vergleich zu herkömmlichen Ultraschall-Landmark-basierten Techniken erhöhen.

Die in dieser Studie vorgeschlagene Methodik ist wirklich innovativ im medizinischen Inhalt und beinhaltet eine Partnerschaft mit Software- und Ingenieurexperten. Die Studie wird zur Implementierung eines neuen objektiven Instruments führen, dessen Validierung eine zugängliche, kostengünstige Technologie schaffen wird, die die Patientenmorbidität reduziert und die Erfolgsrate des Verfahrens erhöht. Diese hochmoderne Technologie kann für alternative Verfahren wie die periphere Nervenblockade bei Patienten eingesetzt werden, die für Live-US-Techniken nicht einfach positioniert werden können. Außerdem wird diese Studie einen wissensbasierten Ansatz generieren, der als Lehr- und klinisches Instrument vor Ort in Einrichtungen mit anatomisch schwierigen Populationen (z. Traumapatienten, Geburtshilfepatienten) im Sunnybrook Health Sciences Center und auf der ganzen Welt, wo die Ressourcen minimal sind.

Dies ist eine prospektive, randomisierte Kohortenstudie. Mit institutioneller ethischer Genehmigung und Einholung sowohl der schriftlichen Einverständniserklärung als auch der mündlichen Zustimmung der Teilnehmer werden 84 thorakale Epiduralereignisse bewertet. Ein US-amerikanisches 3D-Phantommodell der Brustwirbelsäule, das Anatomiedateien aus der Open-Source-BodyParts3D-Bibliothek verwendet, die von einer Gruppe von Software- und Ingenieurexperten erstellt wurden und für Anästhesisten zum Üben zugänglich sind. Unser 3D-Phantommodell hat ähnliche Palpationseigenschaften wie ein Patient, der einen standardmäßigen Widerstandsverlust gegenüber Kochsalzlösung nachahmt, der beim Eintritt einer Nadel in die Spinalkanalhöhle auftritt. Die holografische Mapping-Methodik wird von Anästhesisten am Phantom-Modell geübt, bis sie sich vor Beginn der Studie mit dem System wohlfühlen. Die Teilnehmer werden aus der Präanästhesieklinik rekrutiert. Nur Teilnehmer, die die Einschlusskriterien erfüllen, werden zur Teilnahme an dieser Studie angesprochen (Tabelle 1, Einschluss-/Ausschlusskriterien, Studienprotokoll). Die Anästhesisten werden randomisiert zu: Gruppe 1, auf Orientierungspunkten basierende thorakale Epiduraltechnik (Kontrolle) oder Gruppe 2, HoloLens-unterstützte thorakale Epiduraltechnik (Intervention), bei der die Nadel unter Verwendung einer sofort erstellten holografischen Trajektorie eingeführt wird. Das SHS-Zentrum verfügt über einen speziellen regionalen Blockraum und vier regionale Anästhesisten, die sich mit der US-geführten thorakalen Epiduraltechnik auskennen und mit der HoloLens vertraut sind. Vor Beginn der Studie üben die Anästhesisten das Einführen der Nadel am Phantommodell, indem sie das Einführen der Nadel jeweils 20-mal versuchen oder bis sie sich mit dem Werkzeug wohl fühlen, während sie HoloLens tragen. Andere Aspekte der Patientenversorgung folgen dem Versorgungsstandard des Zentrums. Die Daten werden von Anästhesisten erhoben und umfassen die chirurgische/Bauchschmerzbeurteilung der Patienten während des Epiduralverfahrens und nach der Operation sowie einen Fragebogen zu ihren Erfahrungen mit der HoloLens.

Die Daten werden validiert, um eine Optimierung und weitere Implementierung neuartiger Technologien zu ermöglichen.

1. Einschlusskriterien/Anästhesisten:

   • Ausgebildet in US-geführter Epiduraltechnik mit Stipendium
   • Führte >100 thorakale US-geführte Epiduralverfahren durch

2. Ausschlusskriterien/Patienten:

   • Alter >18
   • Fehlende mündliche Zustimmung des Patienten nach Studieneinführung

Die Kontrollgruppe muss feststellen, ob die Hologrammkartierung und -methodik tatsächlich eine Genauigkeit der holografischen Flugbahn liefern, und eine Live-Straßenkarte für den unter der Haut des Patienten verborgenen Nadelweg erstellen. Studienteilnehmer können jederzeit auf ihren Wunsch aus der Studie ausgeschieden werden.

Um die spezifischen Ziele dieser Studie zu adressieren, ob die HoloLens-Anwendung, die eine holografische Markierung der Nadeleinführstelle und eine optimale Winkelung ermöglichen soll, 1) die Eingriffszeit verkürzen würde, indem sie den ersten Erfolg in der Vergangenheit erhöht, wenn sie als Leitfaden für den thorakalen Epiduralraum verwendet wird; und 2) Erhöhung der Nadelgenauigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Techniken auf Basis von Ultraschallmarkierungen, ein Beobachter (d. h. Anästhesist) wird Folgendes dokumentieren:

1. die Zeit bis zum Abschluss des Eingriffs, beginnend mit der Hautpunktion bis zum Zeitpunkt, an dem die Tuohy-Nadel zurückgezogen wird;
2. die Anzahl der Nadelbewegungen (in beliebige Richtung/Umkehrrichtung)
3. Anzahl der vorgenommenen Hautpunktionen;
4. Schmerzscore der Patienten während des Eingriffs und postoperativ unter Verwendung der numerischen Bewertungsskala (NRS);
5. Komplikationen während des Eingriffs wie Parästhesien, Duralpunktionen;
6. die Notwendigkeit einer patientenkontrollierten Analgesie (PCA) bei PACU (was ein Versagen der Epiduralanästhesie darstellt).