HoloLens: obiektywna alternatywa dla pamięci operatora (Hololens)

Amerykańskie wytyczne dotyczące znieczulenia zewnątrzoponowego są nadal trudne ze względu na ograniczenia anatomiczne i techniczne, które polegają na pamięci operatora w celu naśladowania dokładnej trajektorii igły. Aby rozwiązać ten problem, badacze zaprojektowali i opracowali pierwszy model anatomicznego holograficznego systemu znakowania na żywo przy użyciu Microsoft HoloLens, narzędzia technologii rozszerzonej rzeczywistości, aby zapewnić nałożony obraz USG jako obiektywną alternatywę dla pamięci operatora. W tym badaniu proponowana metodologia zostanie wykorzystana do dokładnego i łatwego kierowania wkłuciem igły, prowadząc w ten sposób do sukcesu umieszczenia zewnątrzoponowego i skrócenia czasu zabiegu. Na podstawie wcześniej opublikowanych danych i danych z instytucji SHSC średni czas znieczulenia zewnątrzoponowego klatki piersiowej wymagał 10 minut przy odchyleniu standardowym wynoszącym 3 minuty. Skrócenie czasu zabiegu zmniejszy dyskomfort pacjenta, zwiększy wydajność bloku i sal operacyjnych, zmniejszając w ten sposób koszty szpitalne, a także jest stosowane u pacjentów z problemami anatomicznymi.

Badacze wysuwają hipotezę, że wykorzystanie rozszerzonej rzeczywistości za pomocą HoloLens doprowadzi do wdrożenia nowo opracowanego wirtualnego holograficznego „przezroczystego” narzędzia do technik anestezjologicznych, które zwiększy dokładność igły i skróci czas zabiegu.

Głównym zadaniem opracowania jest ocena poprawności opracowanej aplikacji. W szczególności badanie określi, czy holograficzne oznaczenie miejsca wkłucia igły i optymalne ustawienie kąta zwiększy dokładność igły i skróci czas zabiegu poprzez zwiększenie pierwszego sukcesu w przeszłości w porównaniu z tradycyjnymi technikami opartymi na ultrasonografii.

Metodologia zaproponowana w tym badaniu jest naprawdę innowacyjna pod względem zawartości medycznej i obejmuje partnerstwo z ekspertami w dziedzinie oprogramowania i inżynierii. Badanie doprowadzi do wdrożenia nowego obiektywnego narzędzia, którego walidacja doprowadzi do stworzenia dostępnej, opłacalnej technologii, która zmniejszy zachorowalność pacjentów i zwiększy wskaźnik powodzenia procedur. Ta „najnowocześniejsza” technologia może być wykorzystywana do alternatywnych procedur, takich jak blokada nerwów obwodowych u pacjentów, których nie można łatwo ustawić do technik USG na żywo. Ponadto badanie to wygeneruje podejście oparte na wiedzy, które może być wykorzystywane jako narzędzie dydaktyczne i kliniczne lokalnie w instytucjach prezentowanych przez anatomicznie trudną populację (np. urazów, pacjentów położniczych) w Sunnybrook Health Sciences Center i na całym świecie, gdzie zasoby są ograniczone do minimum.

Jest to prospektywne badanie kohortowe z randomizacją. Po uzyskaniu aprobaty etycznej instytucji i uzyskaniu zarówno pisemnej świadomej zgody, jak i ustnej zgody uczestników, ocenione zostaną 84 zdarzenia zewnątrzoponowe w klatce piersiowej. Model US 3D Phantom kręgosłupa piersiowego wykorzystujący pliki anatomii biblioteki BodyParts3D typu open source, skonstruowane przez grupę ekspertów ds. oprogramowania i inżynierii, i dostępne do ćwiczeń dla anestezjologów. Nasz model Phantom 3D ma podobną charakterystykę palpacyjną do pacjenta naśladującego standardową utratę odporności na sól fizjologiczną, która ma miejsce po wejściu igły do ​​jamy kanału kręgowego. Metodologia mapowania holograficznego będzie praktykowana przez anestezjologów na modelu Phantom, dopóki nie poczują się komfortowo z systemem przed rozpoczęciem badania. Uczestnicy będą rekrutowani z poradni przedznieczuleniowej. Tylko uczestnicy spełniający kryteria włączenia zostaną zaproszeni do udziału w tym badaniu (tabela 1, kryteria włączenia/wyłączenia, protokół badania). Anestezjolodzy zostaną losowo przydzieleni do: Grupy 1, techniki znieczulenia zewnątrzoponowego klatki piersiowej opartej na punktach orientacyjnych (kontrola) lub Grupy 2, techniki znieczulenia zewnątrzoponowego klatki piersiowej wspomaganej HoloLens (interwencja), w której igła zostanie wprowadzona przy użyciu natychmiast utworzonej trajektorii holograficznej. Ośrodek SHS dysponuje wydzieloną regionalną salą blokową i czterema regionalnymi ekspertami anestezjologicznymi w technice znieczulenia zewnątrzoponowego klatki piersiowej pod kontrolą USA i czuje się komfortowo z HoloLens. Przed rozpoczęciem badania anestezjolodzy przećwiczą wprowadzanie igły na modelu fantomu, próbując wbić igłę 20X na każdy lub do momentu, gdy poczują się komfortowo z narzędziem, nosząc HoloLens. Inne aspekty opieki nad pacjentem będą zgodne ze standardami opieki w ośrodku. Dane będą zbierane przez anestezjologów i będą obejmować chirurgiczną/ocenę bólu brzucha pacjentów podczas zabiegu zewnątrzoponowego i pooperacyjnego oraz kwestionariusz dotyczący ich doświadczeń z użyciem HoloLens.

Dane zostaną zweryfikowane, aby umożliwić optymalizację i dalsze wdrażanie nowatorskiej technologii.

1. Kryteria włączenia/Anestezjolodzy:

   • Przeszkolony w zakresie techniki znieczulenia zewnątrzoponowego pod kontrolą USG ze stypendium
   • Wykonano ponad 100 zabiegów znieczulenia zewnątrzoponowego pod kontrolą USG w obrębie klatki piersiowej

2. Kryteria wykluczenia/pacjenci:

   • wiek >18 lat
   • Brak werbalnej zgody pacjenta na rozpoczęcie badania

Grupa kontrolna będzie musiała określić, czy mapowanie hologramu i metodologia rzeczywiście zapewniają dokładność trajektorii holograficznej i stworzyć mapę drogową na żywo dla ścieżki igły ukrytej pod skórą pacjenta. Uczestnicy badania zostaną wycofani z badania na ich wniosek w dowolnym momencie.

Aby odnieść się do konkretnych celów tego badania, czy aplikacja HoloLens, która została zaprojektowana w celu umożliwienia holograficznego oznaczenia miejsca wkłucia igły i optymalnego kąta, 1) skróci czas zabiegu poprzez zwiększenie pierwszego sukcesu w przeszłości, gdy jest używana jako przewodnik po przestrzeni zewnątrzoponowej klatki piersiowej; oraz 2) zwiększyć dokładność igły w porównaniu z tradycyjnymi technikami ultrasonograficznymi opartymi na punktach orientacyjnych, obserwator (tj. anestezjolog) udokumentuje:

1. czas do zakończenia zabiegu od nakłucia skóry do momentu wycofania igły Tuohy;
2. liczba ruchów igły (w dowolnym kierunku/przekierowaniu)
3. liczba wykonanych nakłuć skóry;
4. ocena bólu pacjentów w trakcie zabiegu i po zabiegu za pomocą numerycznej skali ocen (NRS);
5. jakiekolwiek powikłania podczas zabiegu, takie jak parestezje, przebicia opony twardej;
6. konieczność stosowania analgezji kontrolowanej przez pacjenta (PCA) w PACU (stanowiącej niepowodzenie znieczulenia zewnątrzoponowego).