HoloLens：操作员记忆的客观替代品 (Hololens)

由于依赖于操作者的记忆来模仿准确的针轨迹的解剖学和技术限制，美国对硬膜外麻醉的指导仍然具有挑战性。 为了解决这个问题，研究人员使用增强现实技术工具 Microsoft HoloLens 设计并开发了第一个实时解剖全息标记系统模型，以提供叠加的美国图像作为操作员记忆的客观替代方案。 在这项研究中，拟议的方法将用于准确和轻松地引导针插入，从而导致硬膜外放置的成功并减少手术时间。 根据先前公布的数据和 SHSC 机构的数据，胸段硬膜外镇痛平均需要 10 分钟，标准差为 3 分钟。 手术时间的减少将减少患者的不适感，提高手术室和手术室的效率，从而降低医院成本，并用于具有解剖学挑战性的患者。

研究人员假设，通过 HoloLens 使用增强现实技术将导致新开发的虚拟全息“透视”工具用于椎管内麻醉技术，从而提高穿刺针的准确性并缩短手术时间。

该研究的主要问题是评估开发的应用程序的准确性。 特别是，该研究将确定与传统的基于超声标志的技术相比，针插入部位的全息标记和最佳角度是否会通过增加首次成功率来提高针的准确性并缩短手术时间。

本研究中提出的方法在医学内容上是真正的创新，涉及与软件和工程专家的合作。 该研究将导致实施一种新的客观工具，对其进行验证将创建一种可访问且具有成本效益的技术，从而降低患者的发病率并提高手术成功率。 这种“最先进”的技术可用于替代手术，例如对无法通过现场超声技术轻松定位的患者进行周围神经阻滞。 此外，这项研究将产生一种基于知识的方法，可以在存在解剖学困难人群（例如 外伤、产科患者）在 Sunnybrook 健康科学中心和世界各地，那里的资源最少。

这是一项前瞻性队列随机试验。 在获得机构伦理批准并获得参与者的书面知情同意和口头同意后，将评估 84 例胸部硬膜外事件。 胸椎 US 3D Phantom 模型利用由一组软件和工程专家构建的开源 BodyParts3D 库解剖文件，可供麻醉师练习。 我们的 3D Phantom 模型具有与患者相似的触诊特征，模拟在针头进入椎管腔时发生的标准盐水阻力损失。 全息映射方法将由麻醉师在 Phantom 模型上进行练习，直到他们在研究开始前对系统感到满意为止。 将从麻醉前诊所招募参与者。 只有符合纳入标准的参与者才会接触参与本研究（表 1，纳入/排除标准，研究方案）。 麻醉师将被随机分配到：第 1 组，基于地标的胸段硬膜外麻醉技术（对照）或第 2 组，HoloLens 辅助的胸段硬膜外麻醉技术（干预），其中将使用即时创建的全息轨迹插入针头。 SHS 中心有一个专门的区域隔离室和四名区域专家麻醉师，他们采用美国指导的胸段硬膜外麻醉技术，并且对 HoloLens 很满意。 在研究开始之前，麻醉师将在幻影模型上练习针头插入，每次尝试针头插入 20X，或者直到他们在佩戴 HoloLens 时对工具感到舒适为止。 患者护理的其他方面将遵循中心的护理标准。 数据将由麻醉师收集，包括患者在硬膜外手术期间和术后的手术/腹痛评估，以及关于他们使用 HoloLens 体验的问卷调查。

将验证数据以优化和进一步实施新技术。

1. 纳入标准/麻醉师：

   • 接受过美国指导的硬膜外技术培训并获得奖学金
   • 进行了超过 100 次胸部超声引导的硬膜外手术

2. 排除标准/患者：

   • 年龄 >18
   • 研究介绍后缺乏患者口头同意

控制组将需要确定全息映射和方法是否确实提供全息轨迹的准确性，并为隐藏在患者皮肤下的针路径创建实时路线图。 研究参与者将根据他们的要求随时退出研究。

为了解决这项研究的具体目标，即 HoloLens 应用程序是否旨在允许对针插入部位进行全息标记和最佳角度：1）当用作胸硬膜外腔的指南时，通过增加首次成功率来减少手术时间；和 2) 与传统的基于超声界标的技术相比，观察者（即 麻醉师）将记录以下内容：

1. 从皮肤穿刺开始到拔出 Tuohy 针的时间完成手术的时间；
2. 针运动的次数（在任何方向/重新方向）
3. 皮肤穿刺次数；
4. 患者在手术过程中和术后使用数字评定量表 (NRS) 的疼痛评分；
5. 手术过程中的任何并发症，例如感觉异常、硬脑膜穿刺；
6. 需要在 PACU 中进行患者自控镇痛 (PCA)（构成硬膜外麻醉失败）。