Augmented reality system helps surgeons tackle tumours. Il sistema di realtà aumentato aiuta i chirurghi ad affrontare i tumori.
(Credit: Fraunhofer Institute)
A new augmented reality (AR) system developed at Germany’s Fraunhofer Institute is enabling surgeons to precisely identify the location of lymph nodes and remove cancerous tissue.
3D-ARILE uses a combination of hardware and software to assist in the removal of sentinel lymph nodes, important for the treatment of certain types of cancer such as skin, breast and prostate. An indocyanine green (ICG) fluorescent dye is first injected in the vicinity of the tumour, which is then exposed to infrared LEDs. A near infrared (NIR) camera captures the resulting fluorescence and produces a 3D reconstruction of the affected lymph nodes. This virtual image is then displayed to the surgeon in real time via a pair of AR glasses.
“To make the affected lymph nodes visible, the fluorescent dye is injected into the patient in the direct vicinity of the primary tumour. It then spreads along the lymphatic pathways and collects in the sentinel lymph nodes,” explained Fraunhofer research scientist Dr Stefan Wesarg.
“In our case, the malignant tissue is marked in green. In this way, the surgeon can verify that every last trace has been removed.”
(Credit: Fraunhofer Institute)
Currently, radioisotopes such as technetium-99m are used as medical tracers. However, these require scintillation (or gamma) cameras that need around 30 minutes to capture the images to determine the precise location of a lymph node. On top of this, they also expose patients to a risk of radiation side effects. 3D-ARILE captures the images instantly and displays them in augmented reality so that doctors do not have to divide their attention between the patient and a screen.
“As a result, the doctor can focus entirely on the patient and carry out surgeries without hassle,” said Wesarg.
The system was developed in collaboration with The Clinic for Dermatology at Essen University Hospital and Trivisio Prototyping GmbH. According to the Fraunhofer Institute, the hospital dermatologists in Essen found the glasses comfortable to wear during trials. A prototype of 3D-ARILE will be presented by the researchers at the Medica trade fair in Düsseldorf, and a patent application for the system has been filed.
ITALIANO
Un nuovo sistema di realtà aumentata (AR) sviluppato presso l'Istituto Fraunhofer tedesco consente ai chirurghi di identificare con precisione la posizione dei linfonodi e di rimuovere i tessuti cancerogeni.
3D-ARILE utilizza una combinazione di hardware e software per assistere alla rimozione dei linfonodi sentinella, importante per il trattamento di alcuni tipi di cancro come la pelle, il seno e la prostata. Viene prima iniettato un colorante fluocciante verde (ICG) in prossimità del tumore, che viene poi esposto a LED a raggi infrarossi. Una fotocamera a infrarossi vicino (NIR) cattura la fluorescenza risultante e produce una ricostruzione 3D dei linfonodi interessati. Questa immagine virtuale viene quindi mostrata al chirurgo in tempo reale attraverso una coppia di occhiali AR.
"Per rendere visibili i linfonodi interessati, il colorante fluorescente viene iniettato nel paziente nelle immediate vicinanze del tumore primario. Si diffonde poi lungo i percorsi linfatici e si raccoglie nei linfonodi sentinella ", ha spiegato il dottor Stefan Wesarg, ricercatore di Fraunhofer.
"Nel nostro caso, il tessuto maligno è segnato in verde. In questo modo, il chirurgo può verificare che ogni ultima traccia sia stata rimossa."
Attualmente, radioisotopi come il tecnezio-99m sono usati come traccianti medici. Tuttavia, queste richiedono scintillazioni (o gamma) che richiedono circa 30 minuti per catturare le immagini per determinare la posizione precisa di un linfonodo. Oltre a ciò, espongono anche i pazienti a un rischio di effetti collaterali di radiazioni. 3D-ARILE cattura immediatamente le immagini e li visualizza in realtà aumentata in modo che i medici non devono dividere la loro attenzione tra il paziente e uno schermo.
"Di conseguenza, il medico può concentrarsi completamente sul paziente e eseguire interventi chirurgici senza problemi", ha dichiarato Wesarg.
Il sistema è stato sviluppato in collaborazione con la Clinica per la Dermatologia presso l'Ospedale Universitario di Essen e Trivisio Prototyping GmbH. Secondo l'Istituto Fraunhofer, i dermatologi dell'ospedale di Essen hanno trovato i bicchieri confortevoli da indossare durante le prove. Un prototipo di 3D-ARILE sarà presentato dai ricercatori della fiera Medica di Düsseldorf e viene presentata una domanda di brevetto per il sistema.
Da:
https://www.theengineer.co.uk/augmented-reality-surgery-tumours/?cmpid=tenews_4246063&adg=B69ABBDE-DA23-4BA2-B8C3-86E1E1A9FA79
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