फ्लाइंग की तरह ब्रेन सर्जरी कैसे होती है? पता लगाने के लिए एक हेडसेट पर रखो

ओसामा चौधरी ने देखा और एक ट्यूमर देखा।

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न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय के लैंगोन मेडिकल सेंटर के पास एक होटल में एक सम्मेलन कक्ष के चारों ओर घूमते हुए, चौथे वर्ष के न्यूरोसर्जरी निवासी ने अपना सिर वापस झुका लिया। यह छत की टाइल नहीं थी जिसकी वह जांच कर रहे थे। बल्कि, एक भारी काली हेडसेट को अपने सिर पर बांधने के कारण, उसने धीरे-धीरे एक आभासी स्थान की खोज की। पास की मेज पर एक कंप्यूटर स्क्रीन ने दर्शकों के लिए अपना दृष्टिकोण प्रदर्शित किया: एक मानव मस्तिष्क का रंगीन और हड़ताली आजीवन प्रतिनिधित्व।

छोटे कदम उठाते हुए और अपने परिप्रेक्ष्य को ज़ूम, रोटेट और एंगल करने के लिए एक गेम कंट्रोलर का उपयोग करते हुए, चौधरी ने कुछ विचित्र फंतासी- प्रेरित गेम में एक चरित्र की तरह फिर से दिमाग के चारों ओर एक ऑनस्क्रीन अवतार उड़ाया। दो या तीन मिनट के शांत अध्ययन के बाद, आखिरकार उन्होंने बात की।

"वाह।" फिर, अधिक चुप्पी।

चौधरी सर्जरी में इस्तेमाल होने वाले प्रभावशाली तकनीकी उपकरणों के लिए कोई अजनबी नहीं है। जीपीएस आधारित नेविगेशन पॉइंटर्स, शरीर रचना विज्ञान के संबंध में सर्जिकल उपकरणों के स्थान को ट्रैक करने के लिए, और 3 डी प्रिंटेड मॉडल न्यूरोसर्जन के लिए सामान्य सहायक हैं। लेकिन डिवाइस चौधरी इस दिन पहली बार देख रहा था, एचटीसी वाइव वर्चुअल रियलिटी हेडसेट, अगले स्तर पर था। इसने उसे असली रोगी के सिर के अंदर डाल दिया।

न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय में न्यूरोसर्जरी निवासी ओसामा चौधरी एक मानव मस्तिष्क के माध्यम से एक आभासी दौरे पर जाते हैं। (सर्जिकल थिएटर)

यहाँ, वह न केवल गुप्त इंसुलर ग्लियोमा के सभी पक्षों को देख सकता है, बारीक विस्तार से जांच कर सकता है और व्यापक संदर्भ देखने के लिए बाहर उड़ सकता है, बल्कि यह भी कि हर तंत्रिका और रक्त वाहिका को ट्यूमर के माध्यम से और कैसे खिलाया जाता है। आस-पास के महत्वपूर्ण मोटर और भाषण क्षेत्र, नीले रंग में चिह्नित किए गए, सर्जरी के दौरान सावधानी से बचने के लिए नो-फ्लाई ज़ोन का संकेत देते हैं। खोपड़ी ही एक विस्तृत कटआउट दिखाती है जिसे वास्तविक क्रैनियोटॉमी के आकार तक छोटा किया जा सकता है, खोपड़ी में एक dime- या तिमाही आकार का उद्घाटन होता है जिसके माध्यम से सर्जन प्रक्रियाएं करते हैं।

"यह सिर्फ सुंदर है, " चौधरी ने कहा। "दवा में, हम एक 2 डी दुनिया में इतने लंबे समय से अटके हुए हैं, लेकिन यह हम पर भरोसा करते हैं, सीटी और एमआरएस स्कैन के स्लाइस को देखकर। यह तकनीक एमआरआई को सकारात्मक रूप से बीसी बनाती है, और हमें तीनों आयामों में शरीर रचना को देखने की अनुमति देती है। ”

कम्प्यूटरीकृत टोमोग्राफी (सीटी) और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) स्कैन यह पता लगाने के लिए महत्वपूर्ण तत्व हैं कि शरीर का इंटीरियर कैसा दिखता है, रोग और असामान्यताओं का पता लगाने और सर्जरी की योजना बना रहा है। अब तक, सर्जनों को इन स्कैन के सावधानीपूर्वक अध्ययन के माध्यम से रोगियों के अपने मानसिक मॉडल बनाने पड़ते थे। सर्जिकल नैविगेशन एडवांस प्लेटफॉर्म या एसएनएपी, हालांकि, सर्जनों को उनके रोगी का पूरा त्रि-आयामी संदर्भ देता है।

क्लीवलैंड, ओहियो स्थित कंपनी सर्जिकल थियेटर द्वारा विकसित, SNAP को HTC Vive और Oculus Rift, दो गेमिंग हेडसेट के लिए डिज़ाइन किया गया है जो अभी भी जनता के लिए उपलब्ध नहीं हैं। प्रणाली को शुरू में एक उच्च-निष्ठा सर्जिकल नियोजन उपकरण के रूप में कल्पना की गई थी, लेकिन कुछ मुट्ठी भर अस्पताल परीक्षण कर रहे हैं कि सक्रिय सर्जरी के दौरान इसका उपयोग कैसे किया जा सकता है।

एसएनएपी का उपयोग करके सीटी और एमआरआई स्कैन का यह संलयन मस्तिष्क ट्यूमर का एक स्पष्ट दृष्टिकोण देता है। (सर्जिकल थिएटर)

संक्षेप में, एसएनएपी एक सुपर-विस्तृत रोडमैप है जिसे सर्जन ट्रैक पर रहने के लिए संदर्भित कर सकते हैं। सर्जन पहले से ही प्रक्रियाओं का लाइव वीडियो फीड का उपयोग करते हैं, जिसका उल्लेख करने के लिए एक आवर्धित छवि होती है; कंप्यूटर स्क्रीन पर 3 डी मॉडल ने भी डॉक्टरों के लिए दृश्य में सुधार किया है। हेडसेट इमर्सिव डिटेल की एक और परत जोड़ता है।

हेडसेट पर डालने से वर्तमान में प्रक्रिया से दूर जाने और नए दस्ताने दान करने के लिए एक सर्जन की आवश्यकता होती है। लेकिन, ऐसा करने में, चिकित्सक एक सर्जिकल लक्ष्य के बारे में विस्तार से बताता है, और अगले चरणों और किसी भी बाधा की स्पष्ट समझ के साथ रोगी को वापस कर सकता है। रोगग्रस्त मस्तिष्क ऊतक स्वस्थ ऊतक के समान दिख और महसूस कर सकता है। एसएनएपी के साथ, सर्जन शारीरिक संरचनाओं की दूरी और चौड़ाई को सही ढंग से माप सकते हैं, जिससे यह जानना आसान हो जाता है कि वास्तव में क्या भागों को निकालना है और किन हिस्सों को पीछे छोड़ना है। ब्रेन सर्जरी में, मिलीमीटर के अंश भिन्न होते हैं।

केस वेस्टर्न यूनिवर्सिटी में न्यूरोसर्जरी की कुर्सी वारेन सेल्मन, एसएनएपी सॉफ्टवेयर द्वारा मर्ज किए गए सीटी और एमआरआई स्कैन को देखती है। (सर्जिकल थिएटर)

उपकरण की एक मूल उत्पत्ति नहीं थी। जब एक नई अमेरिकी वायु सेना की उड़ान सिमुलेशन प्रणाली पर काम कर रहे क्लीवलैंड में, इजरायल के पूर्व वायु सेना के पायलट मोती अविसार और अलोन गेरी एक कॉफी शॉप में कैपुचिनो का ऑर्डर दे रहे थे, जब केस वेस्टर्न यूनिवर्सिटी में न्यूरोसर्जरी की कुर्सी, वॉरेन सेल्मन, उनके कुछ को पूरा करने के लिए हुआ। बातचीत। एक बात के कारण दूसरे को हो गया, और सेलमैन ने पूछा कि क्या वे सर्जन के लिए कर सकते हैं कि उन्होंने पायलटों के लिए क्या किया: उन्हें एक लक्ष्य का दुश्मन-आंख वाला दृश्य दें।

"उन्होंने हमसे पूछा कि क्या हम सर्जन को मस्तिष्क के अंदर उड़ने की अनुमति दे सकते हैं, ट्यूमर के अंदर जाने के लिए यह देखने के लिए कि रक्त वाहिकाओं और नसों को संरक्षित करते हुए इसे हटाने के लिए कैसे पैंतरेबाज़ी उपकरण हैं, " अविसार ने कहा। गेरी और अविसार ने नई तकनीक के निर्माण के लिए सर्जिकल थिएटर की सह-स्थापना की, पहली बार 2 डी स्क्रीन पर इंटरैक्टिव 3 डी मॉडलिंग के रूप में, और अब, एक हेडसेट के साथ।

एसएनएपी सॉफ्टवेयर सीटी और एमआरआई स्कैन करता है और उन्हें रोगी के मस्तिष्क की पूरी छवि में विलय कर देता है। हैंडहेल्ड नियंत्रणों का उपयोग करते हुए, सर्जन ट्यूमर या एन्यूरिज्म के अंदर या बगल में खड़े हो सकते हैं, मस्तिष्क के ऊतकों को अधिक या कम अपारदर्शी बनाते हैं और क्रैनियोटॉमी और बाद के चालों के इष्टतम स्थान की योजना बनाते हैं। सॉफ्टवेयर एक संवहनी प्रणाली के आभासी मॉडल का निर्माण पांच मिनट में कर सकता है; अधिक जटिल संरचनाएं, जैसे ट्यूमर, 20 तक ले जा सकती हैं।

"सर्जन सर्जरी के दौरान कुछ मिनटों के लिए रुकना चाहते हैं और यह देखना चाहते हैं कि वे मस्तिष्क में कहां हैं, " अविसार ने कहा। “वे एक डाइम-आकार के उद्घाटन के माध्यम से काम कर रहे हैं, और माइक्रोस्कोप के माध्यम से अभिविन्यास खोना आसान है। आप जो नहीं देख सकते हैं वह खतरनाक है। यह उन्हें ट्यूमर के पीछे, धमनीविस्फार के पीछे, विकृति विज्ञान के पीछे एक झलक देता है। ”

"यह मेरा पूरा जीवन कहाँ रहा है?" जॉन गोल्फिनो, NYU के लैंगोन मेडिकल सेंटर में न्यूरोसर्जरी की कुर्सी। (न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय)

एनवाईयू के लैंगोन मेडिकल सेंटर में न्यूरोसर्जरी के अध्यक्ष जॉन गोल्फिनो ने कहा कि एसएनएपी का यथार्थवादी दृश्य प्रतिनिधित्व एक प्रमुख छलांग है।

उन्होंने कहा, "यह पहली बार है जब आप इसे न्यूरोसर्जन के रूप में देख रहे हैं।" "आप अपने आप से कहते हैं, यह मेरा पूरा जीवन कहाँ रहा है?"

जब आप मानक मेडिकल इमेजिंग की समझ बनाने के लिए सर्जनों के लिए आवश्यक मानसिक जिम्नास्टिक को समझ लेते हैं, तो गोल्फ का उत्साह समझ में आता है। 1970 के दशक में, जब सीटी विकसित किया गया था, तो छवियों को शुरू में किसी भी तस्वीर की तरह दर्शाया गया था: रोगी का दायां भाग दर्शकों के बाईं ओर था, और इसके विपरीत। स्कैन को तीन विमानों में लिया जा सकता है: नीचे से ऊपर, बाएं से दाएं, या आगे से पीछे। लेकिन फिर, किसी तरह, चीजें मिश्रित हो गईं। लेफ्ट बन गया, टॉप नीचे हो गया। यह अभ्यास एमआरआई स्कैन के माध्यम से किया जाता है, इसलिए सर्जनों को स्कैन पढ़ने के लिए जैसे कि वे उनके सामने खड़े मरीज थे, उन्हें अपने दिमाग में मानसिक रूप से छवियों को फिर से व्यवस्थित करने में सक्षम होने की आवश्यकता थी।

"अब लोग अंततः महसूस कर रहे हैं कि अगर हम रोगी को अनुकरण करने जा रहे हैं, तो हमें उन्हें उसी तरह अनुकरण करना चाहिए जिस तरह सर्जन उन्हें देखता है, " गोल्फिनो ने कहा। “मैं अपने निवासियों को बताता हूं कि एमआरआई कभी झूठ नहीं बोलता है। यह सिर्फ इतना है कि हम नहीं जानते कि हम कभी-कभी क्या देख रहे हैं। ”

UCLA में, SNAP का उपयोग अनुसंधान अध्ययनों में सर्जरी की योजना बनाने और एक प्रक्रिया की प्रभावशीलता के बाद का आकलन करने के लिए किया जा रहा है। न्यूरोसर्जरी कुर्सी नील मार्टिन एक आभासी वास्तविकता हेडसेट में देखने के कभी-कभी भटकाव अनुभव को परिष्कृत करने में मदद करने के लिए सर्जिकल थियेटर को प्रतिक्रिया प्रदान कर रहा है। हालांकि सर्जन यूरोप में सक्रिय सर्जरी के दौरान SNAP का उपयोग कर रहे हैं, संयुक्त राज्य अमेरिका में यह अभी भी एक योजना और अनुसंधान उपकरण के रूप में उपयोग किया जाता है।

मार्टिन ने कहा कि उन्हें उम्मीद है कि यह बदल जाएगा, और वह और अविसार दोनों सोचते हैं कि यह सर्जरी से अंतर्राष्ट्रीय स्तर पर सहयोग ले सकता है। एक नेटवर्क के माध्यम से जुड़ा हुआ है, दुनिया भर के सर्जनों की टीम दूरस्थ रूप से एक मामले में परामर्श कर सकती है, प्रत्येक एक विशिष्ट रंगीन अवतार के साथ, और एक मरीज के मस्तिष्क में एक साथ चल सकता है। Warcraft की दुनिया के बारे में सोचो, लेकिन अधिक डॉक्टरों और कम संग्रह के साथ।

"हम एक कंप्यूटर स्क्रीन पर telestrations पर बात नहीं कर रहे हैं, हम खोपड़ी के अंदर एक ट्यूमर है जो 12 फीट के पार है के बारे में बात कर रहे हैं। आप ट्यूमर को हटाने वाले ट्यूमर के क्षेत्रों को चिह्नित कर सकते हैं, या ट्यूमर को दूर करने और रक्त वाहिका को पीछे छोड़ने के लिए एक आभासी उपकरण का उपयोग कर सकते हैं, ”मार्टिन ने कहा। “लेकिन वास्तव में यह समझने के लिए कि उसे क्या पेश करना है, आपको हेडसेट लगाना होगा। एक बार जब आप ऐसा कर लेते हैं, तो आपको तुरंत दूसरी दुनिया में ले जाया जाता है। ”

एसएनएपी, क्लीवलैंड स्थित कंपनी सर्जिकल थियेटर द्वारा सर्जनों को अपने रोगियों के बारे में तीन आयामी दृष्टिकोण देता है। (साभार: सर्जिकल थिएटर)

NYU में, Golfinos ने SNAP का उपयोग उन तरीकों का पता लगाने के लिए किया है जो वह मुश्किल प्रक्रियाओं से संपर्क कर सकते हैं। एक मामले में, जहां उन्होंने सोचा कि एक इंडोस्कोपिक उपकरण सबसे अच्छा तरीका हो सकता है, SNAP ने उन्हें यह देखने में मदद की कि यह उतना जोखिम भरा नहीं था जितना उन्होंने सोचा था।

"एक 2 डी छवि पर एंडोस्कोप के प्रक्षेपवक्र के साथ सभी तरह से देखने में सक्षम होने के नाते, " गोल्फिनो ने कहा। “लेकिन 3 डी में, आप देख सकते हैं कि आप रास्ते में चीजों से टकरा नहीं रहे हैं या आस-पास की संरचनाओं को घायल कर रहे हैं। हमने इस मामले पर इसका उपयोग यह देखने के लिए किया कि क्या कठोर ट्यूमर के साथ [ट्यूमर] तक पहुंचना संभव है। यह था, और हमने किया, और 3 डी ने एक ऐसे मामले पर दृढ़ संकल्प किया जो खूबसूरती से बदल गया। "

रोगी शिक्षा एक और क्षेत्र है जहां चौधरी सोचते हैं कि विवे या ओकुलस रिफ्ट बेहद उपयोगी हो सकता है। एक युग में जब कई मरीज अपना होमवर्क करते हैं और सवालों से लैस होकर आते हैं, चौधरी ने कहा कि इससे मरीज और सर्जन के बीच बेहतर संबंध बनाने में मदद मिल सकती है।

चौधरी ने कहा, "कभी-कभी मैं सीटी या एमआरआई स्कैन की व्याख्या करते हुए मिनट बिताता हूं, और आपको इसे खो देने में समय नहीं लगता।" "3 डी सहज है, और आपको पता है कि आप क्या देख रहे हैं। यदि आप उन्हें बता रहे हैं कि मरीज अधिक सहज है, तो उनकी समग्र देखभाल बेहतर होगी। ”

मार्टिन इससे सहमत हैं। जबकि वे कहते हैं कि एक तिहाई रोगियों के बारे में सिर्फ किरकिरा विवरण देखने की परवाह नहीं है, कई और अधिक जानने के लिए उत्सुक हैं।

"हम उन्हें दिखा सकते हैं कि उनका ट्यूमर कैसा दिखता है, और उन्हें पूरी तरह से सूचित किया जा सकता है कि क्या होने जा रहा है, " मार्टिन ने कहा। "कुछ लोग तकनीकी विस्तार में काफी रुचि रखते हैं, लेकिन हर कोई नहीं चाहता कि इसमें भागीदारी का स्तर हो।"

अंतत: चौधरी का मानना ​​है कि एसएनएपी जैसी तकनीक ऑपरेटिंग कमरे में डिजिटलीकरण के लिए और भी अधिक उन्नत उपयोगों का प्रवेश द्वार है। एक पारदर्शी हेडसेट, लैब गॉगल्स की तरह, और अधिक फुर्तीला होगा, उन्होंने कहा, और वास्तविक रोगी पर एक 3D ओवरले जैसे संवर्धित वास्तविकता के लिए अनुमति देते हैं।

लेकिन अब के लिए, Golfinos कहते हैं कि आभासी वास्तविकता अभी भी एक मूल्यवान उपकरण है, और क्षेत्र भर में देखभाल में सुधार करने में मदद करता है, खासकर न्यूरोसर्जरी में, जहां शरीर रचना का गहन ज्ञान एक आवश्यकता है।

"हमारे पास यह तकनीक है, और हम चाहते हैं कि यह हर किसी के लिए जीवन में सुधार करे, " उन्होंने कहा। “यह सुरक्षा में सुधार करता है, और हमारे रोगियों के लिए, यह सबसे अच्छा संभव है जो हम कर सकते हैं।