Transcript 10 minutes powerpoint presentation - brain training & e

Simple Virtual Simulation
neuronavigator
Col.Supakijs Sanguandekul M.D.
Neurosurgeon PMK hospital
Content
Objective
Excellence surgery
Virtual reality simulation
Projector base navigator
Matherial &Method
Result
Benefit
Future development
Objective
• To create
1.)The simple (projector based)neuronavigator
2.) The neurosurgical virtual reality
simulation(Demonstrate the brain abscess
resection) and report the successful result
Objective
Multipurpose of new simple VR neuronavigator
1. Assist operation:Navigator
2. Preoperative planning
3. Inform&consent with simulation
4. Neurosurgical operative skill training
5. Telesurgical education(CAI:Computer Assist
Operation) via internet
Objective
• Understanding of
Excellence surgery
Virtual reality simulation of neurosurgical
procedure(demonstrate by Brain abscess resection)
Simple neuronavigator
Neurosurgical operative
• Neurosurgical skill training
3 In 1 Simple neuronavigator
CAI
Navigator
Simulator
Excellence Surgery
1.High success rate
Patient safety,No surgical mortality
Low morbidity,mortality,complication
maximized recovery,Short length of stay in hospital,
Validity,Accuracy, Cost-Effective, Standard of treatment
2.Human right,Ethic
3.Good Surgical Service
4Good Surgical education
Good knowledge , Surgical skill, Ethic
5.Continuous research&development)
Excellence Surgery
Operative
skill
Excellence
Surgery
Ethic
Knowledge
The virtual reality simulation of neurosugical procedure
For surgical skill training with real operative situation
1.Simple neuronavigator เครื่ องกำหนดตำแหน่งในสมองเสมือนจริ งอย่ำงง่ำย
(Projector VR) ใช้ ได้ ทงั ้ Preoperative planning &operative
simulation,Intraoperative navigator
2.Neurosurgical practice model :Brain abscess หุ่นฝึ กผ่ำตัดฝี ในสมอง
3.Computer Assist Instruction Surgical operation at surgical site
คอมพิวเตอร์ ช่วยกำรฝึ กผ่ำตัดโดยฉำยภำพจำลองกำรผ่ำตัดไปยังส่วนศีรษะที่ตำแหน่งจะผ่ำตัด
เพื่อศึกษำเทคนิคกำรผ่ำตัดก่อนลงมือผ่ำตัดจริ ง
Virtual reality neurosurgical operative simulation
Virtual reality simulation
การจาลองความเสมือนจริง
1.)นาผู้ชมเข้ าสู่โลกเสมือนจริง(Real person to Cyber simulation)
โดยรับรู้ผ่ำนเครื่ องสร้ ำงภำพ3มิติที่ใช้ หมวกสวมใส่(Head mount),จอภำพคอมพิวเตอร์ หรื อโทรทัศน์
(Monitor),เครื่ องฉำยภำพ(Projector),ห้ อง หรื อโรงภำพยนตร์ 3มิติ(Theatre or Cyber space)
2.)นาโลกเสมือนจริงมาสู่ผ้ ูชม(Cyber simulation to real person)
สร้ ำงภำพที่ยงั ไม่เกิดขึ ้นจริงให้ ผ้ ชู มรับรู้ (Cyber to real)บนสิง่ แวดล้ อมหรื อร่ำงกำยจริง แสดงภำพไปยังของ
จริง โดยนำสัญญำณจำกกล้ องหรื อเครื่ องมือรับภำพของจริงมำประมวลผลและสร้ ำงภำพโดยโปรแกรมคอมพิวเตอร์
กรำฟฟิ ค แล้ วส่งสัญญำณภำพผ่ำนอุปกรณ์แสดงภาพ(Projector)ไปยังของจริง สร้ างภาพเชิงซ้ อนมอง
ทะลุส่ งิ กีดขวาง(Internal viewing (see through)Simulation),กำรซ่อนพรำง(External
covering:Stealth) กำรสร้ ำงแบบจำลองสิง่ ก่อสร้ ำง(Cyber construction)บนของจริง(สถำนที่,วัตถุ,
ร่ำงกำย,สิง่ แวดล้ อมจริง เป็ นต้ น)
Cyber simulation to real person
Neuronavigator
 Framebased stereotactic surgery
 Frameless stereotactic surgery
Robot arm
Infrared based
Virtual simulation
 Simple VR neuronavigator
ใช้ เครื่ องฉำยภำพแบบพกพำ(Projector base Virtual reality
simulation) จำลองภำพเสมือนจริ งสมองและพยำธิสภำพ (สร้ ำงทัง2มิ
้ ติ และ3มิต)ิ แสดง
ภำพไปยังร่ำงกำยจริ งของผู้ป่วยเหมือนกำรมองทะลุผิวหนังเห็นอวัยวะภำยใน(Internal
viewing,See through image fusion simulation) ทำให้ ง่ำยต่อกำรผ่ำตัด
เพิ่มควำมถูกต้ องแม่นยำและควำมปลอดภัยแก่ผ้ ปู ่ วย ง่ำย(ลดควำมยุ่งยำกและข้ อผิดพลำดจำก
กำรติดตังแกนอ้
้
ำงอิงและกำรใช้ อินฟรำเรด )สะดวกต่อกำรใช้ งำน
Simple neuronavigator
Advantage of simple VR neuronavigator
Advantage
Easy,small,portable,wireless,cheap,Intracranial simulation
show on real human site,combine with surgical model for
operative simulation,use in anywhere and time and
multipurpose :inform&consent,preoperative
planning,operative navigator,simple(not need to do MRI
2times as infrared base navigator)
3in1 :Navigator,Simulator,Computer Assist Instruction(CAI)
Simple navigator
Composition
1)Portable Projector
2)Note book or netbook
3)2-3D simulation program
4)Camera or VDO recording
5)CT or MRI,MRA,MRV
Method of Simple neuronavigator&simulator
1.) สร้ างภาพเสมือนจริง(2-3D construction)ของสมองที่เห็นแต่ละตำแหน่งที่สำคัญ พยำธิสภำพ จำลอง
จำกภำพถ่ำยผู้ป่วยจริงCT,MRI
2.)วำงแผนผ่ำตัด(Pre operative planning) สร้ างภาพจาลองการผ่ าตัดจริง กำหนดเป้ำหมำย(Target
pointing)ตำแหน่งที่จะผ่ำตัดบนผิวหนังศีรษะ กำหนดตำแหน่งที่ผิวหนังที่จะเปิ ดกะโหลก ควำมสัมพันธ์ของ
พยำธิสภำพในสมอง และตำแหน่งที่สำคัญในสมอง กำหนดเส้ นทำงที่จะผ่ำตัดเข้ ำหำพยำธิสภำพ ร่องสมองหรื อ
ส่วนของสมองที่จะเข้ ำหำพยำธิสภำพ สร้ ำงทิศทำงจำกผิวหนังสูต่ ำแหน่งพยำธิสภำพ
3.)สร้ ำงหุ่นจำลองเสมือนจริง(Construct surgical operative model) เหมือนผู้ป่วย มีพยำธิสภำพตรง
กับตำแหน่งจริง
4.)ทดลองใช้ เครื่ องกำหนดตำแหน่งในสมองกับกำรผ่ำตัดเสมือนจริงกับหุ่นจำลอง(Virtual reality practice
for Preoperative surgical simulation) แล้ วลงมือผ่ำตัดจริงกับหุ่นจำลอง
5.)บันทึกภำพกำรผ่ำตัดกับหุ่นจำลองเพื่อนำไปสร้ ำงภำพยนต์จำลองกำรผ่ำตัดฉำยไปยังตำแหน่งที่จะผ่ำตัด(CAI
at surgical site:simulator movie)ผู้ป่วยจริง เพื่อฝึ กสอนเทคนิคกำรผ่ำตัดแก่แพทย์ประจำบ้ ำน
6.)จัดตำแหน่งProjector เพื่อฉำยภำพให้ สดั ส่วนตรงกับตำแหน่งศีรษะหุ่นหรื อผู้ป่วยจริง แล้ วศึกษำขั ้นตอนกำร
ผ่ำตัด แล้ วจึงผ่ำตัดจริง
7.)ประเมินผลกำรผ่ำตัด ตวำมแม่นยำ,ข้ อผิดพลำด,ควำมพึงพอใจ
Preoperative planning by simple
neuronavigator
• Planning process
1.Input image
2.Image reconstruction
Target Pathologic lesion
Eloquent area
Entry point&Target point
Approach Direction
Scalp incision
Cranial openning line
3.Output image Via Projector
Target pointing &planing
Operative planning
•
•
•
•
Patient head position & drapping&aseptic preparation ofskin
Surgical approach
Bleeding control
Anatomical barrier opening
Scalp incision
Skull opening
Dura opening
Cranial opening via transgyrus,transsulcus,transcistern
• Pathological resection
• Anatomical barrier Closing
Neurosurgical operative models
• โครงการพัฒนาหุ่นจาลองเพื่อการฝึ กผ่ าตัดทางระบบประสาท (Neurosurgical operative
model) เริ่มดำเนินกำรตั ้งแต่2006ภำยใต้ แนวคิดสร้ ำงหุ่นจำลองผลิตขึ ้นเองภำยในประเทศ Reduced
Iatrogenic complication,Useful&Real practice ,easy&Ready to use
,Cheap,Recycle,Innitiation innovation(not copy),Continuous development
of quality of innovation,Instead of cadaver,animal
• ใช้ ห่ ุนจาลองร่ วมกับเครื่ องกาหนดตาแหน่ งในสมองเพื่อการผ่ าตัดเสมือนจริง (Virtual reality:
Simple neuronavigator &neurosurgical model for neurosurgical operative
simulation)เริ่มจำกกำรจำลองกำรผ่ำตัดฝี ในสมองเสมือนจริง สร้ ำงหุ่นจำลองฝี ในสมองที่มีฝีสมองตรงกับ
ตำแหน่งจริงจำกภำพถ่ำยCT brain
• สร้ ำงส่วนประกอบ โครงสร้ ำงภำยนอก(Extracranial structure),โครงสร้ ำงภำยในกะโหลก
(Intracranial structure),พยำธิสภำพ(Pathological lesion)
• ฝึ กผ่ำตัดเช่นเดียวกับกำรผ่ำตัดจริงในมนุษย์
Artificial skull&brain
Operative navigator at surgical site
Surgical virtual simulation
Setting of navigator
• Set distance for proper image fiting with real
head
• Project the image at the appropriate part of
head
• Mark the entry point and target point
Inform&Consent with navigator
• Show the real operative simulation at the real
patient’s surgical site (head)
CAI :NEUROSURGICAL OPERATIVE
SIMULATION
• Show the neurosurgical operative simulation
:motion picture at the surgical site(head)
Brain abscess resection procedure
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Head position
Target point
Drapping
Scalp opening
Skull opening (Craniotomy)
Dural opening
Cotical (Transulcus )dissection
Pus aspiration
Abscess resection
Dura skull skin closure
Result
• New neuronavigator is easy to use and have
accurately demonstrate lesion that can see
through skin at the patient head(model), The
Virtual simulation of brain abscess resection
was completely performed .The projector base
navigation assist the operation without
error.No iatrogenic complication was
detected,Resident and staff were appliciated
to used it.
Benefit
1.)simple portable navigator create and use
2.)low cost
3.)New concept of multipurpose,everywhere,time
4)Improve Quality of surgical education and surgical
skill practice
5) Excellence surgery for all human being
Future development
• Low cost ,high technology:Real time Internal
viewing by multimodal internal body
scanning,small size multifunction projector
• Fetal surgery
• New wireless endoscope
• Excellence surgery
Thank you
Problem leading to Development
Present planning for future Success
Every movement have it’s target
Excellence surgery for all human being