Ενσωμάτωση της εικονικής πραγματικότητας και της επαυξημένης πραγματικότητας στις χειρουργικές επεμβάσεις

Κρεμμύδας, Βασίλειος

Integration of virtual reality and augmented reality in surgical operations

Διπλωματική εργασία

Author

Κρεμμύδας, Βασίλειος

Date

2024-10-03

Advisor

Asvestas, Pantelis

bme_48015055.pdf (2.389Mb)

Keywords

Διεγχειρητική καθοδήγηση ; Εικονική πραγματικότητα ; Επαυξημένη πραγματικότητα ; Χειρουργική ; Ιατρική τεχνολογία ; Χειρουργική εκπαίδευση ; Intraoperative guidance ; Virtual reality ; Augmented reality ; Surgery ; Medical technology ; Surgical education

Abstract

Τεχνολογίες όπως η Επαυξημένη Πραγματικότητα (AR) και η Εικονική Πραγματικότητα (VR) μεταμορφώνουν πολλούς κλάδους, συμπεριλαμβανομένων των ιατρικών. Η ενσωμάτωση αυτών των εργαλείων στις χειρουργικές διαδικασίες παρουσιάζει ευκαιρίες για ενίσχυση της ακρίβειας, της ασφάλειας και της διδασκαλίας. Με μια ενδελεχή εξέταση των επιπτώσεών τους στις σύγχρονες ιατρικές πρακτικές, αυτή η διπλωματική επιδιώκει να διερευνήσει τις χρήσεις, τα πλεονεκτήματα και τις δυσκολίες της χρήσης VR και AR σε χειρουργικές επεμβάσεις. Χρησιμοποιήθηκε μια μικτή μέθοδος προσέγγισης, που περιελάμβανε συνεντεύξεις από ειδικούς, ανάλυση περιπτωσιολογικής μελέτης και ολοκληρωμένη εξέταση της βιβλιογραφίας. Οι περιπτωσιολογικές μελέτες προσέφεραν πληροφορίες για εφαρμογές και αποτελέσματα του πραγματικού κόσμου, ενώ η βιβλιογραφική ανάλυση επικεντρώθηκε στις πρόσφατες εξελίξεις στις τεχνολογίες VR και AR. Η μελέτη ανακάλυψε ότι παρέχοντας ακριβείς προσομοιώσεις χειρουργικών περιβαλλόντων, η εικονική πραγματικότητα βελτιώνει τον προεγχειρητικό σχεδιασμό και τη χειρουργική εκπαίδευση. Το AR, από την άλλη πλευρά, αυξάνει την ακρίβεια και μειώνει τα λάθη στην διεγχειρητική καθοδήγηση υπερθέτοντας κρίσιμες πληροφορίες στο χειρουργικό πεδίο. Ωστόσο, παρατηρήθηκαν εμπόδια, μεταξύ των οποίων τα υπέρογκα έξοδα, η απαίτηση για εξειδικευμένη εκπαίδευση και η ενσωμάτωση της τεχνολογίας στις τρέχουσες διαδικασίες. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι αν και οι τεχνολογίες VR και AR έχουν μεγάλες δυνατότητες να βελτιώσουν τα χειρουργικά αποτελέσματα, ορισμένα εμπόδια εμποδίζουν την ευρεία εφαρμογή τους. Θα χρειαστούν περισσότερη έρευνα και ανάπτυξη, καθώς και συνεργατικές προσπάθειες από τεχνολόγους και ειδικούς στον τομέα της υγείας για να ξεπεραστούν αυτές οι προκλήσεις. Αν και η χρήση του VR και του AR στη χειρουργική είναι ακόμα στα σπάργανα, έχει τεράστιες υποσχέσεις για τη βελτίωση τόσο στην ποιότητα της φροντίδας των ασθενών όσο και στην ακρίβεια των χειρουργικών επεμβάσεων. Για την πλήρη αξιοποίηση των πλεονεκτημάτων των σύγχρονων τεχνολογιών στο ιατρικό επάγγελμα, απαιτείται περισσότερη καινοτομία και ομαδική εργασία.

Abstract

Technologies such as Augmented Reality (AR) and Virtual Reality (VR) are revolutionizing various industries, including the medical field. The integration of these tools into surgical processes presents opportunities for enhancing precision, security, and instruction. With a thorough examination of their effects on contemporary medical practices, this thesis seeks to investigate the uses, advantages, and difficulties of using VR and AR into surgical procedures. A mixed method approach was employed, comprising expert interviews, case study analysis, and a comprehensive examination of the literature. The case studies offered insights into real-world applications and results, while the literature analysis concentrated on recent advancements in VR and AR technologies. The study discovered that by providing accurate simulations of surgical environments, virtual reality improves preoperative planning and surgical training. AR, on the other hand, increases accuracy and decreases errors in intraoperative guidance by superimposing crucial information on the surgical field. Nevertheless, obstacles were noted, including exorbitant expenses, the requirement for specialized training, and the incorporation of technology into current processes. The results indicate that although VR and AR technologies have great potential to enhance surgical outcomes, a number of obstacles prevent their broad implementation. It will take more research and development as well as cooperative efforts by technologists and healthcare experts to overcome these challenges. Although the use of VR and AR in surgery is still in its infancy, it has enormous promise to enhance both patient care and surgical accuracy. To fully utilize the benefits of modern technologies in the medical profession, more innovation and teamwork are required.