שימוש במציאות מעורבת ובנוירוכירורגיה מאפשר הסרת גידולי מוח בדיוק תלת-ממדי

טימותי מקדונלד

המוח האנושי מורכב ושברירי להפליא. לכן, הסרת גידול ממנו היא אחת הפרוצדורות המסובכות ביותר ברפואה המודרנית. חלק מהגידולים גדלים עמוק בתוך החומר האפור וקשה לראותם ולהגיע אליהם. אחרים יכולים להתפשט בצורה לא נוחה בהקרנות דמויות זרועות, מה שהופך את הצורך בניתוח מדויק לחיוני.

כעת, צוות מחקר אקדמי ממערכת הבריאות של האוניברסיטה הלאומית של סינגפור (NUHS) בוחן כיצד פרוצדורות בסיוע דיגיטלי עשויות יום אחד לספק לנוירוכירורגים תצוגה תלת-ממדית משופרת ומוגברת של מוח המטופל באמצעות יכולות המציאות המעורבת של Microsoft HoloLens 2.

הפרויקט הוא חלק מתוכנית Holomedicine הרחבה יותר של NUHS, הבוחנת כיצד ניתן ליישם את HoloLens 2 במגוון מצבים קליניים עתידיים. ככזה, הוא מוסיף לעבודתם של רופאים במספר מדינות אחרות שכבר משתמשים בטכנולוגיית מציאות מעורבת בדרכים הולכות ומתרבות.

רשות מדעי הבריאות (HSA) של ממשלת סינגפור העניקה רישיון Class A ותעודת תקן סינגפורי SS620 לתוכנת הפתרון – שפותחה על ידי apoQlar, חברה גרמנית המתמחה בטכנולוגיות הולומדיסין.

צוות NUHS עורך כעת מחקרים להשוואת הפוטנציאל של נוירוכירורגיה בסיוע HoloLens 2 לפרקטיקה הקלינית הנוכחית במספר חדרי ניתוח של NUHS בסינגפור.

העבודה על הפרויקט עדיין בשלב המחקר והפיתוח ויידרשו אישורים רגולטוריים נוספים לפני שניתן יהיה להשתמש בטכנולוגיה החדשה ככלי עיקרי בניתוחים עם מטופלים אמיתיים.

HoloLens 2 פועל עם תנועות ידיים ופקודות קוליות, ומאפשר למנתח לראות תמונות הולוגרפיות תלת-ממדיות של אנטומיית המטופל שנוצרו מסריקות שנעשו קודם לכן. תמונות אלה מוצגות על מסך הוויזור של האוזנייה ויוצרות אפקט של שכבת-על על המטופל במהלך הניתוח. המנתחים יכולים להזיז את התמונות הווירטואליות כדי לראותן מזוויות שונות. הם יכולים גם להשתמש ב-HoloLens 2 כדי לגשת לנתוני המטופל במהלך הניתוח, להציג סרטונים או מסמכים כדי לפתור בעיות וליצור קשר עם מומחים אחרים לקבלת ייעוץ.

כרגע, צוות המחקר של NUHS רוצה שהנוירוכירורגים יחוו ויעריכו את HoloLens 2 בזמן שהם מנתחים אך לא יסתמכו עליו ככלי עיקרי. במקום זאת, על הרופאים להיצמד לפרקטיקות ולפרוצדורות הקליניות הסטנדרטיות. כיום, המנתחים מתייחסים כל הזמן לסריקות CT או MRI המוצגות על מסכים בזמן שהם מנתחים.

כשהם מסתכלים למעלה על המסכים ואז למטה על המטופל, הם למעשה משחזרים מנטלית תמונה דו-ממדית (סריקה) על אובייקט תלת-ממדי (ראש המטופל). גם עם מכשירי ניווט תוך-ניתוחיים מודרניים, זו אינה משימה קלה מכיוון שמסך הניווט תמיד נמצא במרחק מסוים משדה הניתוח בפועל.

"אתה צריך להסתכל על המסך. ואז אתה מסתכל על האובייקט ואתה אומר: 'אני חושב שזה כאן,'" מסביר פרופסור חבר נגיאם קי יואן, המפקח על פיתוח ויישום תוכנית Holomedicine של NUHS וגם משמש כקצין הטכנולוגיה הראשי של הקבוצה ב-NUHS.

המטרה היא ש-HoloLens 2 יחליף את התנועה המנטלית הזו הלוך ושוב, הוא אומר. במקום זאת, מפה תלת-ממדית של מוח – שנוצרה מסריקות – מוצגת על מסך הוויזור של האוזנייה ונראית כשכבת-על על התצוגה האמיתית של המנתח את המטופל בצורת הולוגרמה אינטראקטיבית.

תצוגה מוגברת מדויקת זו תאפשר למנתח למעשה "להסתכל" בתוך ראש המטופל ודרך רקמת הגולגולת והמוח. המנתח יכול "לראות" את הגידול במקומו ובפירוט ככל שהניתוח מתקדם.

יש לכך פוטנציאל להיות מדריך מדויק ביותר, שעד כה היה שייך למדע בדיוני או לסרט גיבורי-על.

"אם לרופא היו יכולות של איירון מן, זה מה שהייתם מצפים שהם יראו," אומר פרופסור נגיאם.

"זה מספק לנו פלטפורמה פוטנציאלית לבצע מחקר ופיתוח על יכולות שתמיד רצינו."

– ד"ר גאו יוג'יה

בסביבה ניתוחית המשתמשת ב-HoloLens 2, התמונה ההולוגרפית של מוח המטופל נעולה דיגיטלית במקומה מעל ראש המטופל. היא נראית כנשארת במקומה מכל זווית, גם אם הלובש הולך סביב חדר הניתוח. למעשה, מספר מנתחים הלובשים אוזניות יכולים להסתכל על אותה תמונה בו-זמנית, והתמונה אמורה להיות מדויקת לכולם, מה שמספק פוטנציאל לשיפור עבודת צוות ותיאום.

ד"ר גאו יוג'יה, מוביל התוכנית של NUHS לתוכנית Holomedicine, נזכר ב"פקטור וואו" מיידי כששם לראשונה את אוזניית HoloLens 2.

"מה שחשתי היה שזה מכשיר שעשוי לאפשר לנו לעשות הרבה דברים שרצינו לעשות, אך לא הצלחנו, כי פשוט אין לנו את היכולת. זה מספק לנו פלטפורמה פוטנציאלית לבצע מחקר ופיתוח על יכולות שתמיד רצינו," הוא אומר.

ד"ר גאו ופרופסור נגיאם מצפים ש-HoloLens 2 עשוי להוביל לתוצאות קליניות משופרות ולבטיחות והחלמה טובות יותר של המטופלים. מלבד נוירוכירורגיה, ניתן ליישם טכנולוגיה זו גם על סוגים אחרים של ניתוחים, כגון ניתוחי עמוד שדרה מורכבים, ניתוחי כבד, ניתוחי שחזור פנים ועוד רבים אחרים. עם זאת, בשל המורכבות של חלק מהפרוצדורות הללו, עשויות לחלוף כמה שנים או מחקר ופיתוח נוספים לפני שנראה שימוש נרחב יותר בטכנולוגיה זו בחדר הניתוח.

היו התקדמויות משמעותיות בעשור האחרון כדי לעזור לרופאים לנווט באיברים מורכבים. אך ניתוח מוח נותר מסובך ביותר, והתוצאות תלויות במיומנות המנתח. באמצעות HoloLens 2, המנתחים יכולים גם להשתמש ב'קופסת פריסה' המספקת תצוגות דו-ממדיות של אזורים רלוונטיים. זה קצת כמו להסתכל החוצה מתוך אקווריום מרובע על הפרוסה הרלוונטית של המוח בצד השני של הזכוכית.

"זה נותן לך פרוסה, כך שתוכל לקבל מבט מפורט מאוד במהלך הניתוח על עומק הגידול עצמו (ועל) מיקומו התלת-ממדי. אני מאמין שאף אחד ממערכות ההנחיה הקיימות לא יכולה להשתוות לזה," אומר פרופסור נגיאם.

ניתוח מוח מוצלח דורש יותר מסתם הסרת הגידול, הוא אומר. "המוח הוא איבר רגיש מאוד ומזעור הנזק לרקמה הסובבת חשוב באותה מידה. ו-HoloLens 2 עשוי לעזור גם בזה."

פרופסור נגיאם מאמין שברגע ש-HoloLens 2 יהיה בשימוש נרחב, סביר מאוד שהמומחים ימצאו שימושים חדשים עבורו. זה כבר קרה. כשנוירוכירורגים ב-NUHS החלו לבדוק את הטכנולוגיה, נוירוכירורג אחד מצא דרך לשלב נתונים מפרויקט בינלאומי לחיבורי מוח. "זה לא היה קורה אם הטכנולוגיה הזו לא הייתה זמינה. הפיכת זה לזמין פתחה את האפשרות הזו," הוא אמר.

"המוח הוא איבר רגיש מאוד ומזעור הנזק לרקמה הסובבת חשוב באותה מידה. ו-HoloLens עשוי לעזור גם בזה."

– פרופסור חבר נגיאם קי יואן

הפרויקט מזהה קשרים בין מיקומים ספציפיים במוח לחלק הגוף שהוא שולט בו. באמצעות מידע זה, נוירוכירורג עשוי להיות מודע לכך שפרוצדורה עשויה, למשל, לכלול סיכון גבוה יותר לשיתוק אצבעותיו של מישהו או להשפיע על דיבורו.

המנתחים לא יהיו היחידים שיוכלו לנסות את HoloLens 2. הוא עשוי להיות שימושי גם למטופלים. במהלך ייעוץ טרום-ניתוחי, מטופל יכול ללבוש אוזנייה ולראות בדיוק היכן נמצא הגידול, ואילו סיכונים הניתוח עלול להוות.

"עם יותר מידע והבנה, קל יותר עבורם לעבד את כל המצב ולהגיע להחלטה מושכלת," אמר פרופסור נגיאם.

זה גם עוזר למשפחות. HoloLens 2 עשוי להציע הבנה מפורטת הרבה יותר של האתגרים העומדים בפני המטופל, והם עשויים להיות מצוידים הרבה יותר טוב לקבל החלטות נחוצות.

"זה חשוב במיוחד להבטחת טיפול אופטימלי בתרבות כמו זו של סינגפור, שבה קרובי משפחה משחקים תפקיד גדול בתהליך קבלת ההחלטות," אומר פרופסור נגיאם.

NUHS מקווה להפוך למפתח פעיל כדי לעזור למצוא שימושים חדשים לטכנולוגיה, שניתן לשתף בינלאומית.

"נעבוד עם השותפים שלנו כדי להפוך את ההולומדיסין להתאמה אישית, ידידותית יותר למשתמש וישימה קלינית," אמר פרופסור נגיאם.

פרופסור חבר נגיאם קי יואן (משמאל) וד"ר גאו יוג'יה.