Medizinische Universität Graz

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Bibliografische Informationen

Titel

Bewertung des Workflows einer Augmented-Reality-Anwendung für die Planung von Perforatorlappen in der plastischen rekonstruktiven Chirurgie: Game oder Gamechanger?

Kurzfassung

Einleitung:
Entgegen den weltweit zunehmenden finanziellen Investitionen in Forschung und Entwicklung der Medizintechnik, offenbart sich eine unzureichende Usability und klinische Anwendbarkeit der produzierten Systeme. In dieser Studie evaluierten wir ein Augmented Reality (AR)-Setup zur präoperativen Kartierung von Perforatorgefäßen bei elektiver autologer Brustrekonstruktion.

Methodik:
In diesem Pilotprojekt, das von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) finanziert wurde, wurden Magnetresonanzangiographie (MR-A) Daten des Rumpfes verwendet, um die Scans mithilfe einer freihändig zu bedienenden Augmented-Reality- Brille auf die entsprechenden Patienten zu überlagern und somit die für die Operationsplanung relevanten Regionen zu identifizieren. Die Position des Perforators wurde anhand von MR-A-Bildgebung (MR-A-Projektion) und Doppler-Ultraschalldaten (3D-Distanz) beurteilt und in allen Fällen intraoperativ bestätigt. Die Benutzerfreundlichkeit wurde anhand der System Usability Scale (SUS) bewertet, die Datenübertragungslast wurde erfasst und die für die Softwareentwicklung aufgewendeten Arbeitsstunden wurden dokumentiert. Des Weiteren wurden die Korrelation der Bilddaten sowie die Zeitspanne von der MR-A- bis zur AR-Projektion für jeden Scan gemessen, um die Verarbeitungsdauer bis zur klinischen Einsatzbereitschaft zu ermitteln.

Ergebnisse:
Alle Positionen der Perforatoren wurden intraoperativ verifiziert. Es wurde eine signifikante Korrelation (Spearman r = 0,894) zwischen der MR-A-Projektion und den 3D- Abstandsmessungen festgestellt. Die allgemeine Benutzerfreundlichkeit (SUS) wurde mit 67 ± 10 bewertet, was als mäßig bis gut eingestuft wird. Die gesamte Konfiguration für AR-Projektionen dauerte 173 Minuten, d.h. bis zur vollständigen Einsatzbereitschaft auf dem AR-Gerät pro Patient.

Schlussfolgerung:
In diesem Pilotprojekt kalkulierten wir Entwicklungsinvestitionen auf der Grundlage von projektbewilligten, geförderten Personalstunden mit einem mäßigen bis guten Usability- Ergebnis, das sich aus einigen Limitationen ergab: Die Bewertung basierte auf einer einmaligen Durchführung ohne vorangegangem Training, einer zeitlichen Verzögerung der AR-Visualisierungen am Körper und Schwierigkeiten bei der räumlichen AR- Orientierung. Der Einsatz von AR-Systemen bietet potenziell neue Möglichkeiten für die zukünftige chirurgische Planung. Allerdings zeigt sich das größere Potenzial von AR- Systemen im Bereich der Ausbildung, beispielsweise für Patienteninformationen oder die Schulung von Medizinstudenten und Postgraduierten. Hierbei geht es insbesondere um die räumliche Erkennung von Bilddaten in Verbindung mit anatomischen Strukturen und Operationsplanungen. Wir sind zuversichtlich, dass in Zukunft Verbesserungen in Bezug auf die Benutzerfreundlichkeit erzielt werden können. Dies kann durch detailliertere Benutzeroberflächen, schnellere AR-Hardware und auf künstlicher Intelligenz basierter Visualisierungstechniken ermöglicht werden.

Schlagwörter

digitale Gesundheit, eHealth, elektronisch, Technologie, Augmented Reality, Bildgebung, Medizin, personalisierte Medizin, plastische Chirurgie

Anzahl Seiten

Publikationsjahr

2023

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