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神经外科 - 重点
目的随着3D建模技术和可视化设备的进步，基于增强现实（AR）的导航（AR导航）正在积极开发。作者开发了他们新开发的由内而外跟踪AR导航系统的试验模型。方法基于视觉惯性里程计（VIO）算法开发了由内而外的AR导航技术。创建快速响应（QR）标记并将其用于图像特征检测算法。由内而外的AR导航通过可视化设备识别、标记识别、AR实现和在运行环境中注册的步骤进行。创建了用于AR渲染的虚拟3D患者模型和用于验证注册精度的3D打印患者模型。由内而外跟踪用于注册。通过使用直观、可视化和定量的方法来通过匹配误差识别坐标来验证注册精度。开发了微调和不透明度调整功能。结果开发了基于ARKit的由内而外的AR导航。 AR模型的基准标记与3D打印患者模型的基准标记在所有位置均正确重叠，没有错误。AR导航的肿瘤和解剖结构与3D打印患者模型颅内放置的肿瘤和结构精确重叠。使用坐标量化配准精度，x轴和y轴的平均移动误差分别为0.52±0.35和0.05±0.16毫米。x轴和y轴的梯度分别为0.35°和1.02°。视频证明了微调和不透明度调整功能的应用。结论作者开发了一种基于内向外跟踪的新型AR导航系统，并验证了其配准精度。该技术系统可应用于针对特定患者的神经外科手术的新型导航系统。
真实大脑的虚拟解剖：将摄影 3D 模型整合到虚拟现实中以及其对神经外科住院医师教育的影响
目的虚拟现实 (VR) 在神经外科教育和手术模拟中的应用日益广泛。到目前为止，VR 模拟的 3D 源来自医学图像，缺乏真实色彩。作者根据解剖尸体制作了照片 3D 模型，并将其集成到 VR 平台中。本研究旨在介绍一种开发照片集成 VR 的方法，并评估这些模型的教育效果。方法准备一个硅胶注射的尸体头部。对标本进行 CT 扫描，将软组织和头骨分割成 3D 对象。逐层解剖尸体，并用摄影测量法对每一层进行 3D 扫描。将对象导入免费的 VR 应用程序并分层。使用头戴式显示器和控制器，向神经外科住院医师演示了各种神经外科手术方法。在使用照片 3D 模型进行实际虚拟手术后，收集了 31 名参与者的反馈调查。结果 照片3D模型无缝集成到VR平台中。通过照片集成VR成功进行了各种颅底入路。在虚拟解剖过程中，根据颜色和形状识别标志性解剖结构。受访者对照片3D模型的评分高于传统3D模型（分别为4.3±0.8 vs 3.2±1.1；p=0.001）。他们回答说，使用照片3D模型进行虚拟手术有助于提高他们的手术技能以及开发和研究新的手术入路。 结论 作者首次将照片3D模型引入虚拟手术平台。将照片与3D模型相结合并使用分层技术增强了3D模型的教育效果。未来，随着计算机技术的进步，将可以实现更逼真的模拟。
虚拟现实在神经外科技术技能评估中的系统评价
目的 虚拟现实 (VR) 和增强现实 (AR) 系统越来越多地被神经外科医生使用。这些系统可以提供技术排练和外科医生表现评估的机会。尚未系统地审查对 VR 和 AR 环境中神经外科医生技能的评估以及 VR 和 AR 反馈的有效性。方法 通过 MEDLINE 和 PubMed 进行系统评价，遵循系统评价和荟萃分析的首选报告项目 (PRISMA) 指南。纳入了 1990 年 1 月至 2021 年 2 月期间以英文发表的研究，这些研究描述了使用 VR 或 AR 量化神经外科医生的外科技术表现，而无需使用人工评估者。记录了每项研究中的自动性能指标 (APM) 的类型和类别。结果 审查纳入了 33 项 VR 研究；没有 AR 研究符合纳入标准。VR APM 分为距离目标、力、运动学、时间、失血量或切除量。距离和时间是研究最深入的 APM 领域，尽管所有领域都能有效区分外科医生的经验水平。距离被成功地用于跟踪实践中的改进。检查切除量表明，主治外科医生切除的模拟肿瘤较少，但保留的正常组织比受训者多。最近，APM 已用于机器学习算法中，以高精度预测培训水平。增强现实系统的主要限制包括 AR 在自动手术评估中的使用有限，以及缺乏对 VR 系统的外部和纵向验证。结论 VR 已被用于评估广泛领域的外科医生表现。VR 环境可用于量化外科医生的表现、评估外科医生的熟练程度和跟踪培训进度。尽管 AR 系统具有在术中整合的潜力，但尚未用于提供外科医生表现评估的指标。基于 VR 的 APM 可能对术中难以评估的指标特别有用，包括失血量和切除范围。
神经外科 - 重点
借助神经导航系统，可以进行非轴内手术。1–4 这些系统在手术开始时特别有效，可以确定经皮质入路的界限。然而，由于脑移位现象，这些系统在肿瘤切除过程中会失去精确度和可靠性。5 正如其他人所说，神经导航系统的使用并不能取代扎实的外科解剖知识。6,7 近几十年来，增强现实 (AR) 越来越受欢迎，在神经外科和神经科学领域的应用也越来越多。8–11 这项计算机技术提供了实时更新的解剖细节 3D 虚拟模型，叠加在真实的手术区域上。最近的创新通过智能手机、改装护目镜和手术显微镜增加了对这项技术的使用。12–16 在脑肿瘤切除术中对主要脑室和脑室周围解剖标志进行术中可视化对于保存这些标志至关重要，因此对患者的术后临床结果也至关重要。这些标志包括脑室周围血管、纤维束和基底神经节，这些都已在主要的解剖学研究中描述过。17–21 鉴于直接观察固有的困难，
增强颅神经外科手术的基于头部饰面的切口计划：一项前瞻性试点研究
用于无框术内神经局的客观监测和基于魔杖的神经导航站（MWBNSS）通常用于颅神经外科手术。但是，它们在时间和空间上都很麻烦。或必须在MWBN周围排列，至少必须使用一只手来操纵MWBNS魔杖（中断双层手术技术），并且随着外科医生在远程监控器上“检查导航”时，手术工作流程被中断。因此，需要连续，实时，免提，神经巡航解决方案。增强现实（AR）有望简化这些问题。作者提出了第一项报道的前瞻性试验研究，研究了使用AR头部安装显示的Opensight施用的精神，以绘制肿瘤切除术进行选择性颅骨切开术的患者中的肿瘤边界，并比较与MWBNS追踪的对应程度。方法前瞻性地鉴定出了十一名接受选修颅骨切除术进行选修颅骨切除术的患者，并在切口计划时，戴着戴着Hololens Ar眼镜的外科医生在切口计划时进行了圆周肿瘤边界的追踪，该眼镜运行了霍洛伦斯Ar眼镜，该眼镜运行了注册给患者和前疗程MRI的商业上可用的开发应用。然后，同一患者使用Stealthstation S8 MWBN进行了周向肿瘤边界跟踪。术后，两个盲目板认证的神经外科医生都比较了两个肿瘤边界图，并根据重叠的主观意义而被评为具有出色，适当或较差的对应度。还确定了客观重叠面积测量值。结果包括11例接受颅骨切开术的患者。五个患者程序被评为具有出色的对应程度，5个具有足够的对应程度，而相关性较差。在所有情况下，两个评估者都同意该评级。AR追踪。在这项小型试点研究中得出的结论，作者发现AR在神经外科或神经外科的工作流程中是可实施的，并且是一种用于切口计划的术前肿瘤边界识别的可行方法。需要未来的研究来确定提高和优化AR准确性的策略。
致编辑的信 - 神经外科杂志
致编辑：我们非常感兴趣地阅读了Berardo等人的系统评价。1（Berardo L，Gergs C，Wright J等人。对美国神经外科手术和居民的预防倦怠和保健计划的评估：对文献的系统评价。j Neurosurg。于2020年10月30日在线发布。DOI：10.3171/2020.6.JNS201531），该问题解决了通过实施健康计划来防止神经外科学院和居民之间倦怠的问题。由于被委托在精致的解剖区域中运作的神经外科医生的工作特殊性，因此神经外科培训计划的著名是非常苛刻的。最近，人们引起了人们对工作中医生的福祉的关注，导致采用了新法律，例如在法国48小时的居民每周最大的工作时间。neverthe，此持续时间似乎很难在神经手术中应用，因为居民需要在夜班期间从紧急情况下学习，以及需要进行足够的手术室暴露的常规手术。2个居民通常是通过毕业生低，手术室的暴露不足，瓷砖导师，额外的社会压力（家庭冲突和财务问题）以及工作与生活失衡的压力。4超过这些考虑因素，Baumgarten等。表明，诸如开放性，同意和尽责性之类的特定人格特征是保护性的，而神经质与倦怠有负相关。他们还表明工作乐趣是保护性的。5 Shakir等。1 New contem- porary concerns are the mismatch between the growing number of students in the neurosurgery programs and the low number of fellowships available (which induces stress- ful uncertainty for the residents' future early career), 3 the limited access to neurosurgical literature and publication opportunities, and the fearful atmosphere caused by the recent judicialization of neurosurgical practice, which can lead to defensive attitudes and even professional disen-诵经。报道说，社会和个人压力源的减少与居民之间的毅力和韧性增加有关，这两个特征具有保护性。6个神经外科居民渴望学习基础 -
基于位置的动力学模拟器的大脑变形器，用于钥匙孔神经外科手术和术中控制的动力学模拟器
摘要 - 机器人辅助手术中的许多任务需要计划和控制操纵器与高度变形对象相互作用的动作。这项研究提出了一种基于位置动力学（PBD）模拟的现实，时界的模拟器，该模拟器模拟了由于导管插入术前术前计划计划和钥匙孔外科手术程序内的术中指导而导致的大脑变形。它通过考虑变形模型，嘈杂的感应和不可预测的驱动中的不确定性来最大化成功的可能性。PBD变形参数是在平行p的模拟幻影上初始化的，以获得对脑白质的合理起始猜测。通过比较所获得的位移与复合水凝胶幻像中导管插入的变形数据进行校准。知道灰质大脑结构的不同行为，对参数进行了细小的调整以获得广义的人脑模型。将大脑结构的平均位移与文献中的值进行了比较。模拟器的数值模型对文献采用了一种新颖的方法，并且通过使用记录的Vivo动物试验的记录变形数据，平均不匹配为4.73±2.15％，它已被证明与实际脑变形密切相匹配。稳定性，准确性和实时性能使该模型适合为KN路径计划，术前路径计划和术中指导创建动态环境。
拉什大学医学中心如何改变神经外科护理——来自 4 位医生领导的见解
该手术并发症极少，感染风险极低，吸引了一批已经推迟治疗数年甚至数十年的患者，他们一直在等待新疗法。聚焦超声已成为许多药物无法提供令人满意的震颤改善效果的患者的首选治疗方式，因为它不需要手术切口，通常只需几个小时，并且术后几乎不需要后续治疗或维护。Insightec 赞助的临床研究中，受试者报告的最常见的治疗后副作用包括失衡/步态障碍、麻木/刺痛和头痛/头部疼痛。与所有医疗程序一样，存在长期影响的风险。
临床神经病学和神经外科
审查了丘脑下核（STN）中DBS植入的患者MRI，并发现大约10％的人具有Virchow-Robin空间（VRS）。患者特异性模型，以评估DBS潜在客户周围电场（EF）的变化。患者（n = 7）用标准电压控制的铅3389或定向电流控制的铅6180进行双侧植入。通过使用患者特异性模型与没有VRS的均匀模型进行比较来评估EF分布。以0.2 v/mm为单位描绘的EF在DBS铅周围的VRS存在下显示出变形。对于患者特异性模型，无论操作模式还是使用的DBS铅，EF Isocontours的径向扩展都会扩大。VR与主动接触和刺激幅度相关的位置确定了EF的形状和延伸的变化。可以得出结论，重要的是要考虑患者的大脑解剖结构，因为如果接近DBS铅，VRS中的高电导率将改变电场。这可能是造成意外副作用的原因。
特定于患者的SEEG电极弯曲的立体定向神经外科计划
抽象目的电极弯曲在立体定向干预后观察到，通常在任何一个计算机辅助计划算法中都不考虑任何一个假定直线轨迹或在质量评估中，仅报告与进入和目标点有关的指标。我们的目的是为预测立体电动摄影（SEEG）电极弯曲的预测提供全自动和验证的管道。方法，我们将86个情况的电极转换为一个公共空间，并比较基于特征和基于图像的神经网络，以回归局部位移（LU）或电极弯曲（ˆ EB）的能力。根据入口和目标点处的大脑结构，将电极分层分为六组。模型，无论有没有蒙特卡洛（MC）辍学，都经过训练并使用十倍的交叉验证进行了验证。结果基于法师的模型OutperformedFeatures基于ModelsForallGroups，Modelsthatpriped Lu执行的better，而不是EB。基于图像的模型预测与MC脱落的模型预测导致较低的平方误差（MSE），而没有辍学的改进高达12.9％（LU）和39.9％（ˆ EB）。与在预测LU时使用T1加权MRI相比，使用脑组织类型（皮层，白色和深灰质）的图像（皮质，白色和深灰质）产生了相似的性能。在推断基于图像的模型（脑组织类型）的轨迹时，有86.9％的轨迹具有MSE≤1mm。结论一种基于图像的方法与其他方法，输入和输出相比，用脑组织类型的图像回归局部位移，从而产生了更准确的电极弯曲预测。未来的工作将调查电极弯曲到计划和质量评估算法的集成。