CCI创新周讯| 第一次在结构性心脏病治疗中使用4D全息技术引导左心耳封堵

Echo Pixel的术前规划和术中指导技术减少了复杂心脏手术的时间，同时改善了手术效果和质量。

图1：CentraCare在 EchoPixel开发的一种4D全息技术指导下完成了世界上第一个结构性心脏手术。使用增强现实技术旨在减少手术时间，提高手术准确性，减少并发症的风险。（图片来源DAIC杂志2021年6月28日刊登）

2021年6月28日--明尼苏达州最大的医疗系统之一的CentraCare，利用EchoPixel的4D全息技术，成功完成了世界上首例结构性心脏手术。

Jacob Dutcher博士，是CentraCare心血管中心的心脏病介入治疗专家，也是结构心脏病的项目主任。他对一位需要血液稀释剂的房颤患者进行了左心耳封堵（Watchman）植入手术。这种新的方法结合使用了EchoPixel公司的True3D术前规划软件和术中全息治疗指导HTG（Holographic Therapy Guidance）软件平台。EchoPixel公司通过利用混合现实技术的功能，赋予了在结构性心脏病处理过程中使用HTG平台的精准程度。这是一个具有变革性的4D技术，可以使整个心脏团队能够和患者的特定组织器官产生（虚拟）互动，感觉就好像在处理真实的器官（物理性对象）一样。增强现实技术缩短了手术时间，提高了手术准确性，降低了并发症的风险，并加速了患者的康复时间。

CentraCare心血管中心，是世界上第一个在心脏结构手术的术前和术中使用EchoPixel技术的中心，这项技术首次亮相是在2019年的TCT大会上。

Dutcher博士说：“EchoPixel的True3D术前规划软件帮助我们减少了超过27%的手术流程时间，并同时增加了20%的理想手术效果。EchoPixel的HTG正在提升我们的层次。”他还提到：“作为世界上最大的Watchman封堵器植入网点之一，我们一直在寻找新的方法来推进和改善对患者的服务，并且（我）为我们成为世界上第一个提供这种新颖的成像技术的中心感到骄傲。”

“Dutcher博士对我们HTG技术的发展和进步起到了很大的影响。”Echo Pixel的CEO Sergio Aguirre如是说。“有了他（Jacob Dutcher博士）的加入，结合Dutcher博士丰富的经验，帮助我们打磨我们的产品和方法路径。我们期待着继续和Dutcher博士以及CentraCare医疗中心的合作，使我们的软件可以适应更多其他的结构性心脏病手术，最终为患者提供更大的益处。”

关于CentraCare心血管中心

CentraCare心血管中心，是明尼苏达州最大的心血管中心之一，旨在为患者护理、治疗手段和技术等方面提供最新最前沿的服务。2020年《美国新闻与世界报道》（U.S.News&World Report)将该项目评为全国心脏病学和心脏手术领域的第41位。CentraCare心血管中心是明尼苏达州CentraCare医疗系统的一部分，其中包括位于圣克劳德（St.Cloud)、朗普雷里（Long Prairie）、梅尔罗斯（Melrose）、蒙蒂塞洛（Monticello）、佩恩斯维尔（Paynesville）、雷德伍德福尔斯(Redwood Falls)、索克中心（Sauk Centre）和威尔玛（Willmar）的8家医院。该卫生系统还在当地拥有30间家诊所连同18家高级住房设施和长期护理设施。有关CentraCare的更多信息，可点击www.centracare.com查阅。

关于EchoPixel公司

总部位于硅谷的EchoPixel公司，是一家以风险投资为支持的初创公司，也是未来手术室的建设先锋。该公司的技术包括第一个True3D手术规划平台（术前），以及术中全息治疗指导HTC（Holographic Therapy Guidance）软件平台。该软件系统允许医生与患者被选定的组织器官（虚拟）互动，感觉就像和真实的器官产生互动（物理性物体）一样。

EchoPixel的True3D软件平台已经成为世界领先的先天性心脏疾病和结构性心脏中心的标准。有关EchoPixel公司的信息，可查阅echopixeltech.com.

根据此文章的介绍，我们可以得知目前在全球范围内，基于数字重构的个体化虚拟手术规划系统已经开始被不断地应用于实际手术操作当中。

计算机辅助下的数字式虚拟手术规划系统，是借助计算机图形图像处理技术、生物力学、3D模拟仿真以及人工智能辅助等手段，通过对病灶部位进行组织形态和力学功能的动态数字重构，量化模拟手术过程并实时预测治疗效果。再结合混合现实等技术的空间呈现实现智能人机交互，最终达到优化手术流程，提高手术成功率及有效性等目的。同时可以最大限度地缩短手术时间，降低重复手术率和死亡率，提高患者的生存质量。文中的True3D以及HTG都属于基于计算机辅助CAS（Computer-Assisted Surgery）的数字重构虚拟手术规划系统的一种。

此文章披露的技术特点并不多，但图片中显示了几处令人眼前一亮的创新。根据我们以往的开发经验，大致可以判断为以下两种：

（1）区别于以往我们常看到的术者采用Hololens等智能眼镜设备来显示空间3D结构，这次所选取技术的精妙之处，在于第一术者所使用的是一款非常轻薄的特质眼镜（黄色方框），结合术者手中的操作笔（红色方框），以及蓝色方框的有定位标识但未显示任何医疗信息的屏幕，我们猜测这是一套和ZSpace（图3）工作原理类似的设备。使用者通过佩戴特制3D追踪眼镜，即可观看目标屏幕中所显示内容的空间3D效果，并可使用操作笔进行空间图形图像的编辑和利用。这样做的好处在于，可以解决常规智能眼镜的重量对术者头部造成的佩戴压力等问题，提供给术者更好的体验感和便捷度，与此同时还可以极大的增加虚拟模型的空间稳定性。既减轻了佩戴设备的重量，又不牺牲显示效果。

图3：ZSpace的应用（来源：网络）

（2）绿色方框中是一款类似NDI Polaris Vega的光学定位追踪器，该定位器使用近红外（IR）光跟踪无源或有源无线标记，进行实时3D位置跟踪。并且可以在一个大的预校准测量范围内同时跟踪多个无线工具。除此以外，我们推测现场应该还有一个磁定位设备用于多维度校准，这也符合双模式定位的主流做法。此类定位器目前也被广泛应用于很多成熟的术中导航设备，用于器械定位以及动作捕捉。第二术者佩戴的（紫色方框）由于画面模糊，无法清晰识别具体佩戴的设备类型，但根据镜片边缘的厚度，猜测是佩戴了类似爱普生或谷歌眼镜一类的轻便型智能眼镜，其目的应该是用于对智能设备的控制或术中记录。

此系统的几处技术改良，充分考虑了虚拟参考物呈现的精准程度和易操作程度，以及在功能使用上的便利性，大大提升了该类技术在未来市场化的普及性和可行性。

原文来源：

https://www.dicardiology.com/article/first-4d-hologram-guided-structural-heart-procedure-performed-laa-occlusion