مع تطور التقنيات الطبية في العالم، برزت تقنية الواقع المعزز التي مثلت ثورة في المجال الطبي، إذ ساعدت هذه التقنية على زيادة دقة الجراحة وتقليل المخاطر، مما يؤدي إلى تحسين نتائج العلاج وسرعة التعافي، وتعد تقنيات الواقع المعزز في جراحة العظام أكثر التقنيات تطوراً، وقد ساهمت في عمليات عدة على مستوى العالم.
ما هو الواقع المعزز وكيف يعمل في المجال الطبي؟
يعد الواقع المعزز (Augmented Reality – AR) تقنية تدمج المعلومات الرقمية كالصور، والنصوص والنماذج ثلاثية الأبعاد مع العالم الحقيقي في الوقت الفعلي، بحيث يتم إسقاط هذه المعلومات فوق المشهد الفعلي دون فصله عنه بخلاف الواقع الافتراضي الذي يستبدل الواقع تماماً، ويستخدم الواقع المعزز لتعزيز الرؤية البشرية للعالم المحيط بمحتوى تفاعلي مدعوم بالحاسوب.
ويعمل الواقع المعزز في المجال الطبي على أربع محاور أساسية:
- جمع البيانات الطبية: تشمل التصوير الشعاعي مثل التصوير المقطعي المحوسب (CT) والتصوير الرنيني المغناطيسي (MRI)، وتحول هذه البيانات إلى نماذج رقمية ثلاثية الأبعاد.
- التسجيل: هي عملية ربط البيانات التشريحية مثل صورة الأشعة مع جسم المريض الحقيقي بدقة عالية، وتستخدم خوارزميات تسجيل غير قائمة على العلامات لتحقيق المحاذاة الدقيقة.
- التعقب: يحدد موقع واتجاه أدوات الجراحة أو رأس الجراح أو المنطقة الجراحية باستخدام كاميرات أو حساسات بصرية أو أنظمة تحديد موقع.
- العرض البصري: تعرض النماذج الرقمية ثلاثية الأبعاد فوق المريض إما عبر شاشات رأسية، أو نظارات ذكية، أو شاشات تقليدية يسمح ذلك للجراح برؤية البنى التشريحية مثل العظام والأوعية، والأعصاب المخبأة تحت الجلد دون الحاجة لفتح جراحي واسع.
تطبيقات الواقع المعزز في جراحة العظام
تتعدد تطبيقات الواقع المعزز في جراحة العظام، وتهدف بشكل أساسي إلى تحسين دقة الجراحة وتقليل التدخل الجراحي، وتوفير بيئة أكثر أماناً للجراح والمريض، ومن أهم التطبيقات ما يلي:
- التوجيه الجراحي: من خلال عرض نماذج ثلاثية الأبعاد للعظام أثناء الجراحة، إذ يمكن استخدامه لتحديد مواضع البراغي أو الزرعات بدقة.
- تخطيط ما قبل الجراحة: إذ يمكن محاكاة الإجراءات الجراحية على نموذج رقمي للمريض، ويحسن دقة التخطيط للقص أو التصحيح العظمي.
- تقليل الاعتماد على الأشعة: من خلال تقليل التصوير المتكرر أثناء العملية، حيث يقلل تعرض الجراح والمريض للإشعاع.
- التقييم أثناء الجراحة: إذ يستطيع الطبيب فحص فوري لمحاذاة العظام أو الزرعات ويكون مهم في استبدال مفصل الركبة وتصحيح التشوهات.
- التعليم والتدريب: من خلال تدريب الجراحين باستخدام محاكاة واقعية، إذ يتميز بالأمان وبالفعالية لتعليم الإجراءات المعقدة.
- الجراحة طفيفة التوغل: توجيه الأدوات بدقة دون الحاجة لفتح كبير، حيث يكون مفيد في تنظير المفاصل والتداخلات الدقيقة.
مميزات الواقع المعزز في جراحة العظام
يتميز الواقع المعزز في جراحة العظام بما يلي:
- دقة أعلى في العمليات
- تقليل الوقت الجراحي
- تقليل المضاعفات
- تقليل الاعتماد على الأشعة
- تدريب الأطباء
- تصوير أفضل للبنى التشريحية
التحديات والقيود التي تواجه استخدام الواقع المعزز في جراحة العظام
على الرغم من أنّ الواقع المعزز في جراحة العظام يتمتع بالعديد من المميزات، إلا أنّه يواجه بعض الصعوبات والقيود، منها:
- التكلفة العالية: تعد أجهزة AR والمعدات المصاحبة باهظة الثمن.
- صعوبة التسجيل والتتبع: حيث تمثل محاذات الصور ثلاثية الأبعاد مع جسم المريض بدقة تحدياً علمياً.
- تعقيد الاستخدام: إذ تتطلب بعض الأنظمة تدريباً مكثفاً وقد لا تتناسب مع جميع الجراحين.
- مشاكل في الإعاقة البصرية: قد تحجب بعض الأدوات بعض العلامات أو النماذج الافتراضية.
- ضعف التوافق مع البيئة الجراحية: مثل الدم والأدوات وتغير وضعية المريض الذي يؤثر على أداء النظام.
- ندرة الأدلة السريرية: معظم الدراسات لا تزال في المراحل التجريبية أو ما قبل السريرية.
الفرق بين الواقع المعزز والواقع الافتراضي في المجال الطبي
تعد تقنية الواقع المعزز (AR) وتقنية الواقع الافتراضي (VR) تقنيتان متقدمتان تستخدمان لدمج المعلومات الرقمية في تجربة المستخدم، لكنهما تختلفان جوهرياً في عديد من النقاط، إذ يعمل الواقع المعزز على دمج العناصر الرقمية مثل الصور أو النماذج ثلاثية الأبعاد مع البيئة الحقيقية في الوقت الفعلي، بحيث يرى المستخدم العالم الواقعي معززاً بمعلومات إضافية، ويستخدم في الجراحة والتعليم، ويسمح بالتفاعل مع كل من الواقع والمحتوى الرقمي دون عزلهما عن بعض.
أما الواقع الافتراضي فيخلق بيئة رقمية بالكامل تنفصل عن العالم الحقيقي، ويضع المستخدم داخل محاكاة غامرة عبر نظارات خاصة، تستخدم هذه التقنية غالباً في التدريب والألعاب، والمحاكاة الطبية عالية الدقة.
مسقبل الواقع المعزز في جراحة العظام
يعد مستقبل الواقع المعزز في جراحة العظام واعداً جداً مع توجه متزايد نحو دمج هذه التقنية في غرف العمليات الحديثة، ومن المتوقع أن يستخدم بشكل أوسع في التوجيه الجراحي، مما يحسن من إدخال البرغي والزرعات من أجل تصحيح التشوهات العظمية، كما سيسهم في تقليل الحاجة إلى التصوير الشعاعي المتكرر، وبالتالي تقليل تعرض المريض والجراح للإشعاع.
مع التطور المستمر في خوارزميات التسجيل والتعقب، سيصبح استخدام الواقع المعزز أكثر دقة وموثوقية، حتى في البيئات الجراحية المعقدة، ومن المتوقع أيضاً أن تدمج تقنيات الذكاء الاصطناعي مع الواقع المعزز لتقديم إرشادات آلية ومخصصة أثناء الجراحة.
في الختام، يمثل الواقع المعزز خطوة متقدمة نحو تحسين جودة ودقة جراحة العظام، من خلال دمج المعلومات الرقمية مع الواقع السريري بشكل تفاعلي وفوري، ومن خلال قدرته على تعزيز الرؤية الجراحية، وتسهيل التوجيه أثناء العمليات، ودعم التدريب والتعليم الجراحي، أصبح أداة واعدة تساهم في تقليل الأخطاء وتحسين نتائج المرضى.
المصادر:
- Shahzad, H., Bhatti, T., Khan, S., &Phillips, F. M. (2023). Applications of Augmented Reality in Orthopaedic Spine Surgery. Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons, 31(17), e601-e609.
- U.S. Food and Drug Administration. (2024, September 6). Augmented Reality and Virtual Reality in Medical Devices. Digital Health Center of Excellence.
