Einsatzmöglichkeiten für Mixed-Reality-Technologien in der Schulterendoprothetik

Der Einsatz von PSI („patient specific implants“) Guides, die individuell auf Basis der präoperativen Planung gefertigt werden, erlaubt in der Regel nur die Platzierung des Führungsbohrdrahtes am Glenoid [4]. Alle weiteren Schritte sind abhängig von diesem ersten Schritt und können durch den Guide auch nicht sekundär überprüft werden. Des Weiteren braucht die Herstellung je nach Anbieter bis zu mehreren Wochen, was den Einsatz bei der Frakturendoprothetik nicht möglich macht.

Systeme, die eine 3D-Navigation erlauben, können auch weitere Operationsschritte, wie das Reamen oder die Platzierung der Fixationsschrauben der Glenoidkomponente unterstützen. Nachteilig sind der erhöhte Zeitaufwand und das Risiko einer Komplikation bei der Fixation von Navigations-Tools an der Skapula, wie z. B. Korakoidfrakturen [5].

Weitere Möglichkeiten sind der Einsatz von Artificial Reality Technologies, also Virtual, Augmented oder Mixed Reality. Virtual Reality beschreibt eine rein computergenerierte visuelle Umgebung, während Augmented Reality im Sichtfeld des Users eine Überblendung von realen Bildern und digitalen Inhalten bedeutet [6]. Daraus folgt, dass diese Technik im Wesentlichen nur zu Trainingszwecken oder für Ausbildungszwecke eingesetzt werden kann [9]. Sehr interessant ist der Einsatz dieser Technik in der telemedizinischen Anwendung, z. B. in der fachlichen Diskussion zwischen räumlich entfernten medizinischen Einrichtungen [2]. Ein intraoperativer Einsatz ist aber v. a. dadurch limitiert, dass der Operateur keinen ungetrübten Blick auf den Operationssitus hat.

Mixed Reality (MR) bedeutet hingegen, dass dem Chirurgen die freie Sicht auf das Operationsfeld bleibt, während gleichzeitig zusätzliche Bildinformationen, wie CT- oder MRT-Daten, oder auch die Planungsdetails, z. B. in Form eines drehbaren 3D-Modells eingeblendet werden [6]. Dadurch kann diese Technologie in allen vorgenannten Bereichen, also sowohl präoperativ im Rahmen der Planung als auch zur Begleitung des operativen Eingriffs und zu Ausbildungszwecken, eingesetzt werden [3, 5].

Je nach Produkt kann z. B. mittels Gestensteuerung ein 3D-Avatar, der aus der Planung generiert wird, so positioniert werden kann, dass die anatomischen Strukturen optisch zur Deckung gebracht werden können. Damit projiziert sich die geplante Achse, entlang derer der Führungsbohrdraht gesetzt werden soll, in das Operationsgebiet und kann als optische Kontrolle während des Bohrvorgangs benutzt werden (Abb. 1). Gegenüber einen PSI-Guide kann während der weiteren Operationsschritte auch die Lage des Implantats mit jener der Planung optische verglichen werden.

Abb. 1figure 1

a Gestensteuerung des 3D-Avatars intraoperativ. b Gesichtsfeld für den Chirurgen

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