Ta strona została przetłumaczona automatycznie i dokładność tłumaczenia nie jest gwarantowana. Proszę odnieść się do angielska wersja za tekst źródłowy.

Deformable Tissue Modelling and Augmented Reality Based Guidance for Head and Neck Tumor Re-Resection Task (SPeAR)

5 sierpnia 2026 zaktualizowane przez: Michael Topf, Vanderbilt University Medical Center

Head and neck cancers have one of the highest recurrence rates among solid malignancies, and recurrence is strongly correlated with overall survival. Reducing recurrence rates depends, in part, on the surgeon's ability to accurately re-resect areas of positive or close margins during surgery. Currently, margin status is communicated primarily through verbal descriptions between the surgeon and pathologist, which can be imprecise. This challenge is further compounded by the deformable nature of soft tissues, as once the specimen is resected, the shape and size of the specimen change, making it difficult to accurately map the specimen's margins back onto the surgical site.

Emerging technologies -such as augmented reality (AR), 3D scanning, and advanced soft tissue modeling- offer promising solutions for improving surgical navigation and precision. Building on these advances, an AR-based surgical navigation system was developed specifically for head and neck tumor resections. The system uses a 3D scanner to generate virtual models of both the resected specimen and the patient's surgical site, as demonstrated in prior work. A soft tissue modeling algorithm is then applied to account for specimen shrinkage and deformation, enabling accurate tracking of positive tumor margins. This guidance information is visualized through an AR headset, which overlays the margin data directly onto the patient's surgical site, providing surgeons with real-time visual guidance during re-resection.

In this study, the goal is to evaluate the benefits and usability of this novel navigation software, compared to the standard of care. By assessing surgeon performance and user experience in cadaveric tasks with and without the AR system to identify strengths, limitations, and opportunities for refinement of the system, ultimately advancing surgical precision and improving patient outcomes by reducing recurrence rates.

Przegląd badań

Szczegółowy opis

Augmented reality (AR) technology, combined with computer vision algorithms, offers significant potential to enhance surgical visualization by generating GPS-like spatial maps over the patient's anatomy. This study aims to evaluate the usability and impact of our AR surgical guidance system, delivered through Microsoft HoloLens 2 (or equivalent AR/VR goggles such as Magic Leap or Apple Vision Pro), among surgeons while they complete various surgical tasks on cadaveric specimens. Specifically, an assessment of how the AR system influences surgeon performance and user experience during tasks such as suturing and specimen relocation, performed both with and without AR assistance.

Task accuracy (e.g., resection precision) will be measured and survey responses will be collected to assess the system's usability, ease of use, and comfort. Building on prior work where the investigators validated the feasibility and accuracy of AR-guided surgical holograms, this study focuses on advancing the evaluation of the system's usability and impact on performance. The goal is to generate insights into the application of AR guidance in head and neck tumor resection, ultimately contributing to improved intraoperative surgical precision and patient outcomes.

Typ studiów

Interwencyjne

Zapisy (Szacowany)

30

Faza

  • Wczesna faza 1

Kontakty i lokalizacje

Ta sekcja zawiera dane kontaktowe osób prowadzących badanie oraz informacje o tym, gdzie badanie jest przeprowadzane.

Kontakt w sprawie studiów

  • Nazwa: Jie Ying Wu Assistant Professor of Computer Science, PhD
  • Numer telefonu: 615-343-4996
  • E-mail: JieYing.Wu@vanderbilt.edu

Lokalizacje studiów

    • Tennessee
      • Nashville, Tennessee, Stany Zjednoczone, 37232
        • Rekrutacyjny
        • Vanderbilt University Medical Center
        • Kontakt:

Kryteria uczestnictwa

Badacze szukają osób, które pasują do określonego opisu, zwanego kryteriami kwalifikacyjnymi. Niektóre przykłady tych kryteriów to ogólny stan zdrowia danej osoby lub wcześniejsze leczenie.

Kryteria kwalifikacji

Wiek uprawniający do nauki

  • Dziecko
  • Dorosły
  • Starszy dorosły

Akceptuje zdrowych ochotników

Nie

Badana populacja

Surgeon-physician, surgical fellow, or post-graduate year 1, 2, 3, 4 and 5 (PGY2-5) resident physicians

Opis

Inclusion Criteria:

  1. Post-graduate year 1, 2, 3, 4 and 5 (PGY2-5) resident physicians. (no age limit)
  2. Surgical fellows.
  3. Attending physicians.
  4. Prior cadaver lab or surgical experience.
  5. Any surgeon, regardless of training and experience, who has been involved in the surgeon-pathologist interaction during surgical resection for frozen section and margin clearance assessment.

Exclusion Criteria:

1. Non-physician surgery providers.

Plan studiów

Ta sekcja zawiera szczegółowe informacje na temat planu badania, w tym sposób zaprojektowania badania i jego pomiary.

Jak projektuje się badanie?

Szczegóły projektu

  • Główny cel: Wykonalność urządzenia
  • Przydział: Nie dotyczy
  • Model interwencyjny: Zadanie dla jednej grupy
  • Maskowanie: Brak (otwarta etykieta)

Broń i interwencje

Grupa uczestników / Arm
Interwencja / Leczenie
Inny: Augmented Reality (AR)

Participants will be asked to localize simulated margins on tissue resection beds on a fresh-frozen cadaver head. Specimens of skin, buccal, or tongue tissue will be resected by the research team beforehand.

Participants will be asked to place pins or stitches where the indicated targets are located. These positions will be recorded by the research team.

Participants will first receive oral guidance only, corresponding to common descriptions between pathologists and surgeons.

Participants will then reproduce the same task with AR guidance. In this case, the target will be displayed in the see-through AR headset. The target will be overlaid on the resection bed site and follow your head's movements.

Task accuracy will be evaluated by measuring distances between the points identified with and without AR guidance, and the pathologist-intended target locations.

Participants will then complete post-tasks surveys and interviews.

Co mierzy badanie?

Podstawowe miary wyniku

Miara wyniku
Opis środka
Ramy czasowe
Performance Task accuracy (e.g., resection precision)
Ramy czasowe: within 90 minutes of AR-guided use
Surgeon performance of target re-localization compared with and without the AR-headset.
within 90 minutes of AR-guided use
User Experience
Ramy czasowe: immediately after the AR-guided task.
Assess AR usability, ease of use, and comfort, through surgeon feedback surveys
immediately after the AR-guided task.
Accuracy of overlay alignment
Ramy czasowe: within 90 minutes of completing the AR-guided task.
This will validate the accuracy of overlay alignment through landmark-based (tumor margin relocation) error metrics, which support precision of re-resection tasks.
within 90 minutes of completing the AR-guided task.

Współpracownicy i badacze

Tutaj znajdziesz osoby i organizacje zaangażowane w to badanie.

Współpracownicy

Śledczy

  • Główny śledczy: Michael Topf, MD, Vanderbilt University Medical Center

Daty zapisu na studia

Daty te śledzą postęp w przesyłaniu rekordów badań i podsumowań wyników do ClinicalTrials.gov. Zapisy badań i zgłoszone wyniki są przeglądane przez National Library of Medicine (NLM), aby upewnić się, że spełniają określone standardy kontroli jakości, zanim zostaną opublikowane na publicznej stronie internetowej.

Główne daty studiów

Rozpoczęcie studiów (Rzeczywisty)

18 lutego 2026

Zakończenie podstawowe (Szacowany)

1 czerwca 2029

Ukończenie studiów (Szacowany)

1 czerwca 2029

Daty rejestracji na studia

Pierwszy przesłany

30 czerwca 2026

Pierwszy przesłany, który spełnia kryteria kontroli jakości

30 czerwca 2026

Pierwszy wysłany (Rzeczywisty)

7 lipca 2026

Aktualizacje rekordów badań

Ostatnia wysłana aktualizacja (Rzeczywisty)

10 sierpnia 2026

Ostatnia przesłana aktualizacja, która spełniała kryteria kontroli jakości

5 sierpnia 2026

Ostatnia weryfikacja

1 czerwca 2026

Więcej informacji

Terminy związane z tym badaniem

Inne numery identyfikacyjne badania

  • 251090

Plan dla danych uczestnika indywidualnego (IPD)

Planujesz udostępniać dane poszczególnych uczestników (IPD)?

NIEZDECYDOWANY

Opis planu IPD

NIH requires through Data Management and Sharing Plans (DMSP) that all data collected during the research project be archived indefinitely and shared with the community after the project termination. De-identified data will then be transferred to Open Science Framework (OSF).

Informacje o lekach i urządzeniach, dokumenty badawcze

Bada produkt leczniczy regulowany przez amerykańską FDA

Nie

Bada produkt urządzenia regulowany przez amerykańską FDA

Nie

Te informacje zostały pobrane bezpośrednio ze strony internetowej clinicaltrials.gov bez żadnych zmian. Jeśli chcesz zmienić, usunąć lub zaktualizować dane swojego badania, skontaktuj się z register@clinicaltrials.gov. Gdy tylko zmiana zostanie wprowadzona na stronie clinicaltrials.gov, zostanie ona automatycznie zaktualizowana również na naszej stronie internetowej .

Subskrybuj