2021年3月15日   訪談
增強現(xiàn)實技術(shù)如何改變血管神經(jīng)外科
Raphael Guzman教授的發(fā)言
增強現(xiàn)實正在改變外科手術(shù)，新的信息有助于提高手術(shù)的精確度和安全性。尤其是在血管神經(jīng)外科，增強現(xiàn)實正在重新定義可視化標(biāo)準(zhǔn)。
Raphael Guzman教授是瑞士巴塞爾大學(xué)神經(jīng)外科教授和神經(jīng)外科系副主任。他使用的增強現(xiàn)實熒光是一種血管熒光成像的新方法。Raphael Guzman教授認(rèn)為這種方法有利于外科實踐，尤其是動脈瘤手術(shù)。
作者

• Raphael Guzman教授1

關(guān)鍵經(jīng)驗
借助GLOW800增強現(xiàn)實熒光，外科醫(yī)生無需離開術(shù)野就可以通過單個增強視圖觀察大腦解剖結(jié)構(gòu)和血管流動。Guzman教授解釋說：“我可以繼續(xù)進(jìn)行外科手術(shù)，等待染料進(jìn)入，但是我保留了整個術(shù)野的完整三維概觀。"
在2018年歐洲神經(jīng)外科協(xié)會（EANS）大會上，Guzman教授分享了兩例動脈瘤手術(shù)病例，證明了增強現(xiàn)實熒光的益處。請看下面的視頻，以及完整的文字記錄。他還在另一段視頻中分享了他對增強現(xiàn)實熒光的第一印象。
關(guān)于增強現(xiàn)實熒光
增強現(xiàn)實熒光和ICG允許以自然顏色觀察大腦解剖結(jié)構(gòu)，并通過實時血管流增強，實現(xiàn)全深度感知。
它在神經(jīng)血管手術(shù)中提供了一個增強的視圖，以增強在動脈瘤夾閉、動靜脈畸形切除、微血管減壓或搭橋手術(shù)中的信心。
增強現(xiàn)實熒光可以直接在神經(jīng)外科顯微鏡的目鏡中看到，也可以在數(shù)字增強現(xiàn)實顯微鏡中看到。
本文中包含的醫(yī)療保健專業(yè)人員的聲明僅代表其個人觀點和經(jīng)驗。不能反映其所隸屬機(jī)構(gòu)的任何觀點。
視頻轉(zhuǎn)錄1
將吲哚菁綠與增強現(xiàn)實熒光配合使用的臨床經(jīng)驗
“大家早上好，很高興來到這里。我是Raphael Guzman。是巴塞爾大學(xué)神經(jīng)外科教授，也是神經(jīng)外科系副主任。
今天我將談?wù)撋窠?jīng)血管外科手術(shù)，主要是關(guān)于動脈瘤夾閉和增強現(xiàn)實熒光作為增強現(xiàn)實的一種新模式在我們的神經(jīng)外科實踐中的應(yīng)用。
今天，我想談?wù)勎覀兪褂迷鰪姮F(xiàn)實熒光的經(jīng)驗，這是吲哚菁綠的進(jìn)一步發(fā)展，吲哚箐綠術(shù)中成像主要運用于神經(jīng)外科。我相信你們中的許多人都了解吲哚菁綠，接下來我會討論下一步的發(fā)展。
這只是一個初步的實驗。我們已經(jīng)使用增強現(xiàn)實熒光好幾個月了。我主要向您介紹動脈瘤手術(shù)，并向您展示，希望使您相信增強現(xiàn)實熒光在一些神經(jīng)血管外科手術(shù)中的優(yōu)勢所在。
接下來我將探討幾點內(nèi)容。
[01:49]
什么是增強現(xiàn)實？我們都聽到過這些詞：增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實。因此真正的區(qū)別在于，在增強現(xiàn)實中，您可以在現(xiàn)實世界的圖像（即您通常在顯微鏡上看到的圖像）與增強圖像或代表正常解剖結(jié)構(gòu)的增強虛擬圖像的疊加之間進(jìn)行交互體驗。從這個意義上來說，它就是血管。
實際上，這種增強現(xiàn)實技術(shù)可以幫助您看到在白光顯微鏡上所看不到的東西。而且您可以在操作顯微鏡的同時看到其他的信息。在我寫這篇文章時，增強現(xiàn)實可以是視覺的，也可以是聽覺的，有不同的感官輸入。很明顯，我們現(xiàn)在談?wù)摰氖且曈X輸入。
[02:41]
這是一個非常簡單的增強現(xiàn)實例子：靜脈探測儀，這是麻醉師使用的東西。如果您看不到皮表上的靜脈，則可以使用這種小設(shè)備，它可以真正增強您在皮表下看到的東西，這是一個非常有用的小工具。但我們的想法是一樣的：那就是看得更多更遠(yuǎn)更深刻。
在接下來的幾張幻燈片中，我將向您展示幾個月來動脈瘤病例的手術(shù)視頻。
病例1
[03:16 – 09:11]
就像我們看到的那樣，患者是一個54歲的男性，偶發(fā)性大腦中動脈瘤，輕微的創(chuàng)傷成像，這是一個典型的大腦中動脈瘤病例。這顯示了梭形的動脈瘤，有點像雙葉動脈瘤。在頸內(nèi)動脈（ICA）上，這是大腦中動脈（MCA）的一種特殊配置。因此，正如我們在血管造影中進(jìn)一步成像中所顯示的那樣，有M1分支，這是一個非常小的顳支，但卻是一個關(guān)鍵分支。然后是這里的主要分叉和側(cè)翼血管。
您會發(fā)現(xiàn)動脈瘤的形狀不規(guī)則，此處的小鼻子被認(rèn)為有可能會有未來出血的危險，因此需要手術(shù)夾閉。大家都知道，所有研究都在跨學(xué)科委員會中進(jìn)行了討論。這是一種方法，我們進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的微型翼點開顱手術(shù)，暴露出翼狀區(qū)域，然后為手術(shù)做準(zhǔn)備。
我們直接進(jìn)入手術(shù)吧，可以看到右邊是顳葉、額葉，有時我會使用牽開器，但它的壓力很小，這些也無需說太多。看這里的大腦中動脈，動脈瘤的頸部都暴露在外，它不是一個大動脈瘤，所以我們幾乎可以將它*暴露在外。
如前所示，您在這里看到的是一個短暫的顳支，它附著在動脈瘤頸上，需要做好準(zhǔn)備。因此在這里準(zhǔn)備這個顳支，將其從動脈瘤中釋放出來，以便我們實際上可以越過動脈瘤進(jìn)行夾閉。
[05:12]
接下來就是最后的準(zhǔn)備階段了，很明顯，保留所有血管是很重要的，這個大家都知道，沒有什么大的討論必要。我們只是喜歡欣賞些美好的圖像。所以這里是一個夾閉應(yīng)用，我決定手術(shù)以一個小的夾閉開始，夾閉應(yīng)用和動脈瘤*閉塞是沒有問題。所以標(biāo)準(zhǔn)的流程是在夾閉之后，用微多普勒檢查血管的通暢性，從而檢查正常的血流，這就是我在這里要做的。所有這些都是標(biāo)準(zhǔn)程序。
現(xiàn)在進(jìn)行動脈瘤手術(shù)的下一步，通常是做吲哚菁綠。所以，我們在暗室里進(jìn)行，你們都知道在暗室里的操作，由于你的屏幕是黑色的，你旁邊的住院醫(yī)師告知你：“染料什么時候進(jìn)入血管"。因為外科醫(yī)生是在正常視野中，實際上沒有意識到熒光造影劑何時進(jìn)入血管并顯示血管。這就是吲哚菁綠的問題所在。
因此，現(xiàn)在需要做的就是看著黑屏幕，而且需要長時間等待。但這是有意而為之的事，因為終究會等來的。所以現(xiàn)在您看到吲哚菁綠進(jìn)入，并且記錄下了吲哚菁綠，在吲哚菁綠通過之后，已經(jīng)確認(rèn)血管是開放的，但是這里有點模糊，所以我停止了手術(shù)，走到屏幕前，我記得解剖結(jié)構(gòu)并檢查是否能看到所有血管。
但是問題是，這不是增強現(xiàn)實，我失去了我的術(shù)野。在我的3D環(huán)境中我也失去了方向感。所以，我必須放棄手術(shù)，這是我有待改進(jìn)的地方，我認(rèn)為隨著增強現(xiàn)實熒光的實施，這一情況已經(jīng)得到改善。
[07:13]
接下來將要介紹下一代，就如大家看到的這是增強現(xiàn)實熒光。我們擁有相同的術(shù)野，所以您可以想像我仍在進(jìn)行手術(shù)。我正通過投射、雙目鏡筒看到血管圖像，我會看到血管的熒光。對于某些患者，您將觀察到綠色造影劑是如何到達(dá)血管的。現(xiàn)在這確實是增強現(xiàn)實了，因為我可以繼續(xù)進(jìn)行外科手術(shù)并等待染料進(jìn)入，但是我保留了整個術(shù)野的完整三維概觀。
我有正常的深度知覺，就像我的顯微鏡通常有的深度感知能力。我可以放大并檢查是否所有的血管是通暢的。不僅如此，還可以看到帶有綠色血管的皮質(zhì)表面，并且可以看到?jīng)]有更多血流的動脈瘤。
我認(rèn)為這是一個真正的優(yōu)勢，對我來說，真正的下一步是使用黑屏來增強我們以前的產(chǎn)品，這就是增強現(xiàn)實熒光。過多的技術(shù)細(xì)節(jié)就不再談?wù)摿耍@真的是一個非常簡單的注入了。就像使用吲哚菁綠一樣，它是通過靜脈注射染料，所以我告訴麻醉師“我已經(jīng)準(zhǔn)備好進(jìn)行體內(nèi)血管顯微鏡檢查了"。然后他便注入了染料，幾秒鐘后染料就到了它該去的地方，這樣我就可以做我的增強圖像了。
這只是我手術(shù)室中的設(shè)置，僅做一點說明。我們使用西門子Pheno（西門子Zeego的新版本）進(jìn)行術(shù)中成像。我們做一個旋轉(zhuǎn)血管造影；您將會看到圖像，并且我可以控制我的放置位置。我必須要留下一點頸部，以免顳支受阻。這也是通常的設(shè)置。
病例2
[09:12 – 13:38]
我們還有另一個病例，是一位58歲的女性，她也患有輕微的顱腦外傷。有趣的是，您會注意到患者除了這種多葉MCA動脈瘤外，還患有顳葉外動脈或淺表動脈瘤。我讓住院醫(yī)師在夾閉MCA動脈瘤之前先夾閉STA動脈瘤。因此，這是一個很好的病例，每個人都從中受益。
在這里，您會再次看到3D術(shù)前血管造影圖像，這是一種不規(guī)則形狀的基礎(chǔ)廣泛的動脈瘤。如今，我也使用虛擬現(xiàn)實。它是由我們在巴塞爾大學(xué)生物工程系開發(fā)的軟件。因此將虛擬現(xiàn)實作為手術(shù)的準(zhǔn)備。我將會對此進(jìn)行展示，因為我認(rèn)為這實際上增加了手術(shù)的準(zhǔn)備，既然我可以在這里暢所欲言，所以稍后會進(jìn)行說明。
[10:16]
所以，在我們?nèi)ナ中g(shù)室之前，我會和住院醫(yī)師一起檢查這些病例。我們有一個虛擬的手術(shù)燈可以發(fā)光照明，實際上現(xiàn)在我們正在從各個方面研究動脈瘤的血管解剖學(xué)。我真的可以把我們坐在圖書館里產(chǎn)生的想法轉(zhuǎn)移到手術(shù)室。我認(rèn)為這是準(zhǔn)備血管手術(shù)的另一個方面，我們將這一點整合到夾閉動脈瘤的整個過程中。同樣，你可以看到動脈瘤的后壁，在某種程度上又是寬基和多葉狀的，這是手術(shù)的一個重要考慮因素。
現(xiàn)在您幾乎可以想象到動脈瘤的解剖結(jié)構(gòu)，這里是實際的動脈瘤，所以這是在事實發(fā)生之后。我們在這里看到一個分支，在分支處看到M2分支。我們看到一個分支，有點模糊，后面的一個分支就是這個。因此不要混淆這個早期的顳支，它在大腦中動脈分叉之前就消失了，這就是這里的血管。
[11:21]
再次，我將向您展示一下這個病例，很抱歉它看起來有點模糊。但同樣，這個M2分支附著在動脈瘤的頸部，在準(zhǔn)備好后，您會在這里看到腹部，需要夾閉的動脈瘤的腹側(cè)腹部，并且在顳葉的深處看到另一個M2分支。
而且，在手術(shù)過程中，我測量了幾個動脈瘤夾的大小。首先，我以為我可以用彎曲的動脈瘤夾來夾閉它，但我并不滿意，所以最后我決定對分叉處進(jìn)行夾閉重建，所以應(yīng)用多個夾，并為散發(fā)M2血管留下這個廣泛的基礎(chǔ)資質(zhì)。
這是第一個夾閉的應(yīng)用，如果您的腦海中有虛擬圖像，那么重要的是要弄清楚該動脈瘤的腹側(cè)部分，分叉的腹側(cè)，然后再在這里重建第二次夾閉，然后再進(jìn)行第三次迷你夾閉。這是第一個片段捕獲到的腹側(cè)基部。
[12:27]
現(xiàn)在，我們又有了這兩種模式。您實際上仍然會擁有吲哚菁綠，因此仍會記錄黑白圖像吲哚菁綠。您仍然可以同時使用這兩種，但是在這里我們可以再次很好地看到增強現(xiàn)實，因此我可以繼續(xù)工作，可以探索所有在黑暗圖像中的復(fù)雜的血管。
你應(yīng)該有的東西，現(xiàn)在它來了。我們擁有了近紅外光譜技術(shù)，近紅外圖像，這是經(jīng)典的吲哚菁綠。你可以看到我的儀器是黑色的，以此來填充黑色，所以除非我有這種疊加的血管增強現(xiàn)實，否則我真的我不知道我在哪里。所以，我再說一次，我認(rèn)為這是這項技術(shù)的一個真正優(yōu)勢，確保您在術(shù)后所有的血管都暢通無阻。
因此，CaptiView允許您在手術(shù)期間觀察熒光，如果您愿意，可以打開或關(guān)閉熒光。這里是CaptiView中另一條血管的例子。
[13’39]
總之，我認(rèn)為我們有一個非常有趣的新技術(shù)，那就是現(xiàn)在將黑白圖像從增強現(xiàn)實熒光圖像中分離出來，這可以在一張圖片中協(xié)調(diào)這兩種模式，而在之前，正如我所提到的，你必須離開。這是一個實時圖像，你可以同時看到白光和熒光。
因此，它是增強現(xiàn)實并且是實時的，具有您從手術(shù)室顯微鏡欣賞到的全深度感知。它能讓你在這個領(lǐng)域保持定向，我認(rèn)為這很關(guān)鍵，我已經(jīng)在一些動脈瘤病例中使用了它。我認(rèn)為這將是一個重要的附加工具，為其他病理如動靜脈畸形。我認(rèn)為特別是在動靜脈畸形中，你可以同時注射和工作，你可以在DAVF瘺管和在搭橋手術(shù)中，看到從動脈的哪里進(jìn)入，從靜脈的哪里流出。
我認(rèn)為一個有趣的方面是腫瘤手術(shù)，我現(xiàn)在應(yīng)用的技術(shù)是一些腦膜瘤病例，我試圖保留通過的動脈或重要的引流靜脈。實際上，您可以在手術(shù)過程中觀察所有這些血管是否完好無損，并且可以觀察它們是否通過或是否是腫瘤血管。我認(rèn)為這是對這項技術(shù)的補充說明。至此，我的演講結(jié)束了，感謝各位的傾聽。"
轉(zhuǎn)錄視頻2
在血管神經(jīng)外科中對增強現(xiàn)實熒光的第一印象
“現(xiàn)在我們談?wù)摰氖窃鰪姮F(xiàn)實技術(shù)。我們可以看一下血管熒光，這是最開始的視圖，背景是黑色的，血管會亮起來。但是現(xiàn)在突然之間，我們的血管亮了起來，但是我們?nèi)匀豢梢钥吹剿車拇竽X結(jié)構(gòu)，這是一種“頓悟"的效果。這是一種情感效果，因為我們突然可以看到更多，我們真的離我們認(rèn)為的增強現(xiàn)實更近了一步。
這是非常重要的，因為為了使解剖和三維結(jié)構(gòu)保持可見狀態(tài)，你必須看到它。盡管我們可以想象得到，但一旦你打開血管熒光，解剖結(jié)構(gòu)的其余部分消失了，我們只能看到血管。
但是現(xiàn)在我們實際上可以在3D環(huán)境中保持定向，同時看到血管發(fā)亮，所以這對我來說，至少對一個神經(jīng)血管外科醫(yī)生來說，是一個巨大的優(yōu)勢和成就。
我們第一次使用它時，它就起作用了。因此，這不像是探索一種行不通的新技術(shù)，它馬上就起作用了，我認(rèn)為這是一個關(guān)鍵點，因為作為外科醫(yī)生，您希望某些事情在外科手術(shù)中立即起作用。您不想嘗試，尤其是不想在患者身上試驗。從一開始就是如此。
我非常確信，這是對我們目前設(shè)備的一個非常重要的補充，我相信在未來，通過適當(dāng)?shù)难芯?，我們還可以證明使用像增強現(xiàn)實熒光這樣的技術(shù)的*性。"

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