Training neurosurgeons in Augmented Reality

Abstract

Målet med denne studien er å se hvordan Augmented Reality kan bli brukt til å trene og lære opp neurologer og neurokirurger i en nylig utviklet prosedyre kalt SPGblock. Prosedyren er utviklet på St. Olavs Universitetssykehus i Trondheim og har som mål å behandle kronisk migrene og klasehodepine med et nylig utviklet klinisk verktøy kalt Multiguide. SPGblock har vist lovende resultater, og teamet som står bak prosedyren har et ønske om at den skal kunne tilbys flere steder enn bare i Trondheim. Å lære opp leger og kirurger er både tidkrevende og dyrt. Det er derfor ønskelig å finne bedre løsninger for opplæring av kirurger og leger i prosedyren. Dette prosjektet vil bygge videre på en tidligere masteroppgave kalt Sphenoblock AR som tilbød en simulering av prosedyren i Microsoft Hololens. Målet med dette prosjektet er å legge til mer funksjonalitet, og å forbedre eksisterende funksjonalitet. De viktigste oppgavene er å legge til mer anatomi og forbedre sporingen av Multiguiden. Oppgaven vil også ta for seg å sammenligne hvilken av AR brillene, Hololens, Magic Leap On, og Meta 2, som er best egnet for en SPGblock simulator, og hvem av dem som var mest egnet til å utvikle en slik applikasjon for. Resultatene viste at applikasjonen fungerer godt for opplæring og demonstrering av SPGblock prosedyren. På den andre siden så mangler den noen aspekter som gjør den mindre nyttig for å trene på den faktiske prosedyren. De viktigste aspektene som manglet viste seg å være mangel på taktil tilbakemelding når man utfører prosedyren, samt at anatomien hadde for lavt detaljnivå. Resultatene kom fra observasjoner og brukertester, etterfulgt av intervjuer med neurokirurger og neurologer på St. Olavs. Videre arbeid burde fokusere på å finne en måte å legge til taktil motstand under utførelsen av prosedyren, og mer detaljert anatomi for hode.

This study aims to see how Augmented Reality can be used to train and teach neurologists and neurosurgeons in a newly developed neurological procedure called SPGblock. The procedure is developed at St. Olavs University Hospital in Trondheim, Norway, and aims to treat chronic migraine and cluster headaches with a newly developed surgical instrument called Multiguide. It has shown promising results, and the team behind the procedure seeks to offer the procedure to a broader audience. Training physicians and surgeons is a time-consuming and expensive exercise. Because of this, there is a need for better ways to train and educate new surgeons and physicians in the procedure. This project will continue the development of a SPGblock training simulator developed for the Microsoft Hololens. The goal of this project is to add new functionality to the simulator and enhancing the existing functionality. The most necessary functionality to implement being more layers of anatomy and improving the tracking of the Multiguide. It will also include testing which of the Hololens, the Magic Leap One and the Meta 2, is most suited for such a simulator and how it was to develop for. The findings show that the application works great for teaching and demonstrating the SPGblock procedure. On the other hand, it lacks some aspects in order to be used for training. One of the main aspects being the lack of haptic feedback, the other being that the quality of the anatomy was too low. The findings were revealed through observations and user tests, followed by interviews with neurosurgeons and neurologists at St. Olavs. Further work should look into better ways of incorporating haptic feedback when performing the procedure, and increasing the level of detail in the anatomy of the head.