CAI Neurosurgical Operation(brain abscess resection)

Virtual SimulationSimple neuronavigator

Col.Supakijs Sanguandekul M.D.Neurosurgeon PMK hospital

Content

• Objective• Excellence surgery• Successful excellence surgical development project series• Surgical learning module• Virtual simulation Of neurosugical operation:Brain abscess res

ection • Simple neuronavigator• Neurosurgical operative models• Operative simulation : Surgical technic of Brain abscess

resection picture& VDO clip• Quiz

Objective• Understanding of Excellence surgery Virtual reality simulation of neurosurgical procedure:

Brain abscess resection Simple neuronavigator Neurosurgical operative models Neurosurgical technic :Brain abscess resection• Neurosurgical skill training

3 In 1 Simple neuronavigator

CAI Navigator Simulator

Excellence Surgery1.ผลสำ��เร็�จสำง(High success rate) ก�ร็ผ��ตั�ดปลอดภั�ย ไม่�ก�อให้�เก�ดอ�นตัร็�ย(Patient safety,No surgical

mortality) อ�ตัร็�ตั�ย ,พิ�ก�ร็,โร็คแทร็กซ้�อนตั�#�(Low

morbidity,mortality,complication) ก�ร็ฟื้%& นตั�วสำงสำ(ดร็วดเร็�ว(Maximized recovery) ลดร็ะยะเวล�อย�ใน ร็พิ.(Short length of stay in hospital) คว�ม่ถูกตั�อง,แม่�นย��,ค(�ม่ค��,ม่+ปร็ะสำ�ทธิ�ภั�พิ,ม่+ม่�ตัร็ฐ�นของก�ร็ร็�กษ�

โร็ค(Validity,Accuracy, Cost-Effective, Standard of treatment)2.ค��น0งถู0งคว�ม่เป1นม่น(ษย2และจร็�ยธิร็ร็ม่(Human right,Ethic)3.กร็ะบวนก�ร็ดแลผ�ป4วยท+#ด+(Good Surgical Service)4แพิทยศ�สำตัร็2ศ0กษ�ท+#เป1นเล�ศ(Good Surgical education) ผล�ตับ(คล�กร็

ท�งก�ร็แพิทย2อ�นเป1นเล�ศ Good knowledge , Surgical skill, Ethic5.ก�ร็ศ0กษ�ว�จ�ยและพิ�ฒน�อย��งตั�อเน7#อง(Continuous

research&development)

Excellence Surgery

Operative skill

Ethic

Excellence

Surgery

Knowledge

Successful Excellence surgical development project series

3Aspects of development for Excellence Surgery๑.ด้�านความรู้�(Knowledge) E-learning Research series Genius formation Excellence Neurosurgical quality๒.ด้�านจรู้ ยธรู้รู้ม(Ethic) Empowering ethic in medical education(Good surgical practice,patient safety) Ethic E-larning &Research series๓.ด้�านทั�กษะการู้ผ่�าตั�ด้(Surgical skill,technic) Virtual reality for neurosugical operative simulation Simple virtual reality neuronavigator Neurosurgical practice models Computer Assist Instruction (CAI) for surgical operation Neurosurgical equipment

Surgical learning Module For patient safety ,Excellent Practice :step of learning&skill training Knowledge:learning: Active learn(Self direct):Textbook,E-learning Practice&feedback Research Passive learn:Lecture ,Problem based learning(PBL) Operative Skill: Computer assist Instruction for operative training Operative Model Cadaveric dissection Observe real operationPractice in real human under supervisionPractice in real human

The virtual reality for neurosugical operative simulation

การู้ผ่�าตั�ด้เสม�อนจรู้ ง เพื่� อฝึ"กการู้ผ่�าตั�ด้และวางแผ่นก�อนการู้ผ่�าตั�ด้จรู้ งในมน&ษย' โดยใช้�

1.Simple neuronavigator เคร็7#องก��ห้นดตั��แห้น�งในสำม่องเสำม่7อนจร็�งอย��งง��ย (Projector VR) ใช้�ได�ท�&ง Preoperative planning &operative simulation,Intraoperative navigator

2.Neurosurgical practice model :Brain abscess ห้(�นฝึ:กผ��ตั�ดฝึ;ในสำม่อง

3.Computer Assist Instruction Surgical operation at surgical siteคอม่พิ�วเตัอร็2ช้�วยก�ร็ฝึ:กผ��ตั�ดโดยฉ�ยภั�พิจ��ลองก�ร็ผ��ตั�ดไปย�งสำ�วนศ+ร็ษะท+#ตั��แห้น�งจะผ��ตั�ดเพิ7#อศ0กษ�เทคน�คก�ร็ผ��ตั�ดก�อนลงม่7อผ��ตั�ดจร็�ง

Virtual reality neurosurgical operative simulation

Virtual reality simulation

การู้จ(าลองความเสม�อนจรู้ ง1.)น(าผ่�ชมเข้�าส�โลกเสม�อนจรู้ ง(Real person to Cyber simulation) โดยร็�บร็ �ผ��นเคร็7#องสำร็��งภั�พิ3ม่�ตั�ท+#ใช้�ห้ม่วกสำวม่ใสำ�(Head mount),จอภั�พิ

คอม่พิ�วเตัอร็2ห้ร็7อโทร็ท�ศน2(Monitor),เคร็7#องฉ�ยภั�พิ(Projector),ห้�อง ห้ร็7อโร็งภั�พิยนตัร็23ม่�ตั�(Theatre or Cyber space)

2.)น(าโลกเสม�อนจรู้ งมาส�ผ่�ชม(Cyber simulation to real person) สำร็��งภั�พิท+#ย�งไม่�เก�ดข0&นจร็�งให้�ผ�ช้ม่ร็�บร็ �(Cyber to real)บนสำ�#งแวดล�อม่ห้ร็7อ

ร็��งก�ยจร็�ง แสำดงภั�พิไปย�งของจร็�ง โดยน��สำ�ญญ�ณจ�กกล�องห้ร็7อเคร็7#องม่7อร็�บภั�พิของจร็�งม่�ปร็ะม่วลผลและสำร็��งภั�พิโดยโปร็แกร็ม่คอม่พิ�วเตัอร็2กร็�ฟื้ฟื้?ค แล�วสำ�งสำ�ญญ�ณภั�พิผ��นอ(ปกร็ณ2แสด้งภาพื่(Projector)ไปย�งข้องจรู้ ง สรู้�างภาพื่เช งซ้�อนมองทัะล&ส งก0ด้ข้วาง(Internal viewing (see through)Simulation),ก�ร็ซ้�อนพิร็�ง(External covering:Stealth) ก�ร็สำร็��งแบบจ��ลองสำ�#งก�อสำร็��ง(Cyber construction)บนของจร็�ง(สำถู�นท+#,ว�ตัถู(,ร็��งก�ย,สำ�#งแวดล�อม่จร็�ง เป1นตั�น)

Cyber simulation to real person

เครู้� องก(าหนด้ตั(าแหน�งในสมอง(Neuronavigator)เคร็7#องก��ห้นดตั��แห้น�งในสำม่องพิ�ฒน�ม่�เป1นล��ด�บจ�กก�ร็ใช้�เฟื้ร็ม่ตั�ด

ศ+ร็ษะเป1นไม่�ตั�องใช้�เฟื้ร็ม่Framebased stereotactic surgeryFrameless stereotactic surgery Robot arm Infrared based Virtual simulation Simple VR neuronavigator ใช้�เคร็7#องฉ�ยภั�พิแบบพิกพิ�(Projector base Virtual

reality simulation) จ��ลองภั�พิเสำม่7อนจร็�งสำม่องและพิย�ธิ�สำภั�พิ (สำร็��งท�&ง2ม่�ตั� และ3ม่�ตั�)แสำดงภั�พิไปย�งร็��งก�ยจร็�งของผ�ป4วยเห้ม่7อนก�ร็ม่องทะล(ผ�วห้น�งเห้�นอว�ยวะภั�ยใน(Internal viewing,See through image fusion simulation) ท��ให้�ง��ยตั�อก�ร็ผ��ตั�ด เพิ�#ม่คว�ม่ถูกตั�องแม่�นย��และคว�ม่ปลอดภั�ยแก�ผ�ป4วย ง��ย(ลดคว�ม่ย(�งย�กและข�อผ�ดพิล�ดจ�กก�ร็ตั�ดตั�&งแกนอ��งอ�งและก�ร็ใช้�อ�นฟื้ร็�เร็ด )สำะดวกตั�อก�ร็ใช้�ง�น

Simple neuronavigator

Advantage of simple VR neuronavigator

จ&ด้เด้�นเครู้� องก(าหนด้ตั(าแหน�งสมอง ก�ร็ใช้�ง�นง��ย ขน�ดเล�ก สำร็��งภั�พิจ��ลองเสำม่7อนจร็�ง เห้�นได�ท+#

ตั��แห้น�งท+#จะผ��ตั�ดบนร็��งก�ยผ�ป4วยช้�วยให้�เห้�นอว�ยวะภั�ยในกะโห้ลกศ+ร็ษะ, ร็�ค�ถูก สำ�ม่�ร็ถูทดลองผ��ตั�ดก�บห้(�นจ��ลองเสำม่7อนจร็�ง, สำ�ม่�ร็ถูแสำดงเทคน�คก�ร็ผ��ตั�ดเพิ7#อก�ร็เร็+ยนก�ร็สำอนด��นศ�ลยกร็ร็ม่และใช้�ว�งแผนก�อนผ��ตั�ด,ลดข�&นตัอนและค��ใช้�จ��ยจ�กก�ร็ใช้� Infraredbase stereotactic navigator (ค��MRI 2 คร็�&ง)

3in1 :Navigator,Simulator,Computer Assist Instruction(CAI)ส�วนปรู้ะกอบ 1)เคร็7#องฉ�ยภั�พิ(Projector), 2)คอม่พิ�วเตัอร็2พิกพิ�(Note book

or netbook),3)โปร็แกร็ม่สำร็��งภั�พิ2-3ม่�ตั�(2-3D simulation program), 4)กล�องบ�นท0กภั�พิ(Camera or VDO recording),5)ภั�พิตัร็วจว�น�จฉ�ยCT or MRI,MRA,MRV สำ�วนสำม่องผ�ป4วยจร็�ง

Method of Simple neuronavigator&simulator

1.) สรู้�างภาพื่เสม�อนจรู้ ง(2-3D construction)ข้องสมองท+#เห้�นแตั�ละตั��แห้น�งท+#สำ��ค�ญ พิย�ธิ�สำภั�พิ จ��ลองจ�กภั�พิถู��ยผ�ป4วยจร็�งCT,MRI

2.)ว�งแผนผ��ตั�ด(Pre operative planning) สรู้�างภาพื่จ(าลองการู้ผ่�าตั�ด้จรู้ ง ก��ห้นดเป@�ห้ม่�ย(Target pointing)ตั��แห้น�งท+#จะผ��ตั�ดบนผ�วห้น�งศ+ร็ษะ ก��ห้นดตั��แห้น�งท+#ผ�วห้น�งท+#จะเป?ดกะโห้ลก คว�ม่สำ�ม่พิ�นธิ2ของพิย�ธิ�สำภั�พิในสำม่อง และตั��แห้น�งท+#สำ��ค�ญในสำม่อง ก��ห้นดเสำ�นท�งท+#จะผ��ตั�ดเข��ห้�พิย�ธิ�สำภั�พิ ร็�องสำม่องห้ร็7อสำ�วนของสำม่องท+#จะเข��ห้�พิย�ธิ�สำภั�พิ สำร็��งท�ศท�งจ�กผ�วห้น�งสำ�ตั��แห้น�งพิย�ธิ�สำภั�พิ

3.)สำร็��งห้(�นจ��ลองเสำม่7อนจร็�ง(Construct surgical operative model) เห้ม่7อนผ�ป4วย ม่+พิย�ธิ�สำภั�พิตัร็งก�บตั��แห้น�งจร็�ง

4.)ทดลองใช้�เคร็7#องก��ห้นดตั��แห้น�งในสำม่องก�บก�ร็ผ��ตั�ดเสำม่7อนจร็�งก�บห้(�นจ��ลอง(Virtual reality practice for Preoperative surgical simulation) แล�วลงม่7อผ��ตั�ดจร็�งก�บห้(�นจ��ลอง

5.)บ�นท0กภั�พิก�ร็ผ��ตั�ดก�บห้(�นจ��ลองเพิ7#อน��ไปสำร็��งภั�พิยนตั2จ��ลองก�ร็ผ��ตั�ดฉ�ยไปย�งตั��แห้น�งท+#จะผ��ตั�ด(CAI at surgical site:simulator movie)ผ�ป4วยจร็�ง เพิ7#อฝึ:กสำอนเทคน�คก�ร็ผ��ตั�ดแก�แพิทย2ปร็ะจ��บ��น

6.)จ�ดตั��แห้น�งProjector เพิ7#อฉ�ยภั�พิให้�สำ�ดสำ�วนตัร็งก�บตั��แห้น�งศ+ร็ษะห้(�นห้ร็7อผ�ป4วยจร็�ง แล�วศ0กษ�ข�&นตัอนก�ร็ผ��ตั�ด แล�วจ0งผ��ตั�ดจร็�ง

Preoperative planning by simple neuronavigator

• Planning process 1.Input image 2.Image reconstruction Target Pathologic lesion Eloquent area Entry point&Target point Approach Direction Scalp incision Cranial openning line 3.Output image Via Projector

Target pointing &planing

Operative planning• Patient head position & drapping&aseptic preparation ofskin• Surgical approach• Bleeding control• Anatomical barrier opening Scalp incision Skull opening Dura opening Cranial opening via transgyrus,transsulcus,transcistern• Pathological resection• Anatomical barrier Closing

Neurosurgical operative models• โครู้งการู้พื่�ฒนาห&�นจ(าลองเพื่� อการู้ฝึ"กผ่�าตั�ด้ทัางรู้ะบบปรู้ะสาทั

(Neurosurgical operative model) เร็�#ม่ด��เน�นก�ร็ตั�&งแตั�2006ภั�ยใตั�แนวค�ดสำร็��งห้(�นจ��ลองผล�ตัข0&นเองภั�ยในปร็ะเทศ Reduced Iatrogenic complication,Useful&Real practice ,easy&Ready to use ,Cheap,Recycle,Innitiation innovation(not copy),Continuous development of quality of innovation,Instead of cadaver,animal

• ใช�ห&�นจ(าลองรู้�วมก�บเครู้� องก(าหนด้ตั(าแหน�งในสมองเพื่� อการู้ผ่�าตั�ด้เสม�อนจรู้ ง (Virtual reality: Simple neuronavigator &neurosurgical model for neurosurgical operative simulation)เร็�#ม่จ�กก�ร็จ��ลองก�ร็ผ��ตั�ดฝึ;ในสำม่องเสำม่7อนจร็�ง สำร็��งห้(�นจ��ลองฝึ;ในสำม่องท+#ม่+ฝึ;สำม่องตัร็งก�บตั��แห้น�งจร็�งจ�กภั�พิถู��ยCT brain

• สำร็��งสำ�วนปร็ะกอบ โคร็งสำร็��งภั�ยนอก(Extracranial structure),โคร็งสำร็��งภั�ยในกะโห้ลก(Intracranial structure),พิย�ธิ�สำภั�พิ(Pathological lesion)

• ฝึ:กผ��ตั�ดเช้�นเด+ยวก�บก�ร็ผ��ตั�ดจร็�งในม่น(ษย2

Artificial skull&brain

Operative navigator at surgical site

Surgical virtual simulation

Setting of navigator

• Set distance for proper image fiting with real head

• Project the image at the appropriate part of head

• Mark the entry point and target point

Brain abscess resection procedure

• Head position• Target point• Drapping• Scalp opening• Skull opening (Craniotomy)• Dural opening• Cotical (Transulcus )dissection• Pus aspiration• Abscess resection• Dura skull skin closure

Head position

Drapping

Scalp opening

Skull opening (craniotomy)

Skull remove

Dura opening

Corticotomy (Transulcus)

Pus aspiration

Abscess resection

Abscess remove

Complete resection&Bleeding control

Resection

Skull closure

Scalp closure

VDO Dura opening

VDO Transulcus approach

VDO Brain abscess aspiration

VDO Brain abscess resection

Quiz

• What is virsual simulation,Excellence surgery• Describe the Advantage of simple

neuronavigator• Describe the Surgical technic of brain abscess

resection