A Virtual-Reality System for Planning Deep Brain Stimulation Surgery
Eye-tracking capabilities to safely find your path across the neurons
Credit Shutterstock : 1243953517
UNMET NEED
Deep Brain Stimulation (DBS) is a neurosurgical procedure in which electrodes are implanted into the brain to send electrical signals to specific deep areas (e.g., subthalamic nucleus). It is used for the treatment of movement and psychiatric disorders including Parkinson's disease such as, essential tremor, dystonia, obsessive-compulsive disorder, depression, and epilepsy.
The success of the procedure heavily depends on the accurate placement of the electrode within the optimal therapeutic targets while avoiding vital structures that can cause surgical complications and adverse neurologic effects. The neurosurgeon conventionally uses a software platform showing multiple 2D cut planes of medical images and mentally determines the best implantation trajectory in the 3D brain structure. (i) This method requires a long training process, (ii) takes around 40min for each patient and (iii) is highly prone to human errors.
TECHNOLOGY OVERVIEW
Virtual reality allows intuitive interaction with 3D MRI data, and thus is an excellent fit to navigate complex anatomy for neurosurgical planning. The workflow is as follows:
1- Patient model preparation, based on MRI images
2- Voodoo doll interaction strategy to allow precise surgical target selection
3- Line-of-sight approach with eye-tracking capabilities to determine optimal DBS trajectories.
As a proof of concept, a group of 11 novice users easily and rapidly identified potential DBS trajectories proven to be safe
The technology works on Oculus Quest Pro and can be adapted to other systems. Currently, the system is fully functional in a lab environment (TRL-4) and is accessible for a demo, on site or through a virtual meeting.
COMPETITIVE ADVANTAGES
MARKET APPLICATIONS
PUBLICATIONS
BUSINESS OPPORTUNITY
Sebastien Bergeron, Ph.D.
Senior Director, Transfer and Innovation Partners
sebastien.bergeron@axelys.ca
Système de réalité virtuelle pour la planification des chirurgies de stimulation cérébrale profonde
Capacités de suivi oculaire pour trouver une trajectoire sécuritaire à travers les neurones
BESOIN NON SATISFAIT
La stimulation cérébrale profonde (SCP) est une intervention neurochirurgicale au cours de laquelle des électrodes sont implantées dans le cerveau pour envoyer des signaux électriques à des zones profondes précises (p. ex., le noyau sous-thalamique). Elle est utilisée pour le traitement de troubles du mouvement et de troubles psychiatriques, notamment la maladie de Parkinson. Elle est efficace contre les tremblements essentiels, la dystonie, le trouble obsessionnel compulsif, la dépression et l’épilepsie.
La réussite de la procédure dépend grandement de la précision du positionnement de l’électrode dans des cibles thérapeutiques optimales, le tout en évitant les structures vitales, au risque d’entraîner des complications chirurgicales et des effets neurologiques indésirables. Le neurochirurgien utilise habituellement une plateforme logicielle affichant plusieurs plans de coupe en 2D d’images obtenues par IRM et détermine mentalement la meilleure trajectoire d’implantation dans la structure du cerveau en 3D. (i) Cette méthode nécessite un long processus de formation, (ii) prend environ 40 minutes pour chaque patient et (iii) est extrêmement sujette aux erreurs humaines.
APERÇU DE LA TECHNOLOGIE
La réalité virtuelle permet une interaction intuitive avec les données de l’IRM en 3D, et constitue donc une solution idéale pour s’orienter dans un milieu anatomiquement complexe lors de la planification neurochirurgicale. Le déroulement du travail est le suivant :
En guise de preuve de concept, un groupe de 11 utilisateurs novices a facilement et rapidement identifié des trajectoires sécuritaires de DBS
À l’heure actuelle, le système est entièrement fonctionnel dans un environnement de laboratoire (TRL-4) et est accessible pour une démonstration, sur place ou par l’intermédiaire de notre plateforme en ligne. Communiquez avec nous pour obtenir un rendez-vous.
AVANTAGES CONCURRENTIELS
MARCHÉS VISÉS
OCCASION D’AFFAIRES