medvisМедицинская визуализацияMedical Visualization1607-07632408-9516RDS-Media Ltd.10.24835/1607-0763-1634medvis-1634Research ArticleРадиомика и технологии искусственного интеллектаRadiomics and artificial intelligence technologiesПрименение AR-технологии как метода прокторинга и навигации при выполнении оперативных вмешательств: экспериментальное исследованиеApplication of AR technology as a method of proctoring and navigation during surgical interventions: an experimental studyhttps://orcid.org/0000-0002-0932-4752КоноваловА. Н.KonovalovA. N.

Коновалов Антон Николаевич – канд. мед. наук, врач-нейрохирург, научный сотрудник ФГАУ “НМИЦ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко” Минздрава России; старший научный сотрудник лаборатории носимых биосовместимых устройств и бионических протезов ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), Москваhttps://orcid.org/0000-0002-0932-4752E-mail: ANKonovalov@nsi.ru

Anton N. Konovalov – Cand. of Sci. (Med.), neurosurgeon, research fellow, N.N. Burdenko National Medical Research Center of Neurosurgery;senior research fellow at the laboratory of wearable biocompatible devices and bionic Prostheses, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), Moscowhttps://orcid.org/0000-0002-0932-4752E-mail: ANKonovalov@nsi.ru

ANKonovalov@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0815-5624ОкишевД. Н.OkishevD. N.

Окишев Дмитрий Николаевич – канд. мед. наук, врач-нейрохирург, научный сотрудник ФГАУ “НМИЦ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко” Минздрава России, Москваhttps://orcid.org/0000-0003-0815-5624E-mail: dokishev@nsi.ru

Dmitry N. Okishev – Cand. of Sci. (Med.), neurosurgeon, research fellow, N.N. Burdenko National Medical Research Center of Neurosurgery, Moscowhttps://orcid.org/0000-0003-0815-5624E-mail: dokishev@nsi.ru

dokishev@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2622-7804ГребеневФ. В.GrebenevF. V.

Гребенев Фёдор Вячеславович – врач-нейрохирург ФГАУ “НМИЦ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко” Минздрава России, Москваhttps://orcid.org/0000-0003-2622-7804e-mail: FGrebenev@nsi.ru

Fyodor V. Grebenev – neurosurgeon, N.N. Burdenko National Medical Research Center of Neurosurgery, Moscowhttps://orcid.org/0000-0003-2622-7804e-mail: FGrebenev@nsi.ru

FGrebenev@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3537-7997АртемьевА. А.ArtemyevA. A.

Артемьев Антон Алексеевич – ординатор ФГАУ “НМИЦ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко” Минздрава России, Москваhttps://orcid.org/0000-0002-3537-7997e-mail: antonartemev13@yandex.ru

Anton A. Artemyev – resident, N.N. Burdenko National Medical Research Center of Neurosurgery, Moscowhttps://orcid.org/0000-0002-3537-7997E-mail: antonartemev13@yandex.ru

antonartemev13@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0008-1321-563XАбзаловТ. Ю.AbzalovT. Y.

Абзалов Тимур Юрьевич – студент ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), Москваhttps://orcid.org/0009-0008-1321-563Xe-mail: timurabzalov2002@mail.ru

Timur Yu. Abzalov – student, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), Moscowhttps://orcid.org/0009-0008-1321-563XE-mail: timurabzalov2002@mail.ru

timurabzalov2002@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0003-9584-5865ЕрохинИ. А.ErokhinI. A.

Ерохин Иван Алексеевич – студент ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), Москваhttps://orcid.org/0009-0003-9584-5865E-mail: iaerokhin.03@mail.ru

Ivan A. Erokhin – student, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), Moscowhttps://orcid.org/0009-0003-9584-5865e-mail: iaerokhin.03@mail.ru

iaerokhin.03@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0007-4784-5640СергееваС. С.SergeevaS. D.

Сергеева София Станиславовна – студент ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), Москваhttps://orcid.org/0009-0007-4784-5640e-mail: sophisergeeva@yandex.ru

Sofia S. Sergeeva – student, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), Moscowhttps://orcid.org/0009-0007-4784-5640e-mail: sophisergeeva@yandex.ru

sophisergeeva@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0009-2024-7936ВилковыскийЮ. Ф.VilkovyskiiI. F.

Вилковыский Юрий Федорович – студент   ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), Москваhttps://orcid.org/0009-0009-2024-7936e-mail: yuven204@gmail.com

Iurii F. Vilkovyskii – student, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), Moscowhttps://orcid.org/0009-0009-2024-7936e-mail: yuven204@gmail.com

yuven204@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0002-0387-0768ТимофееваЕ. Ю.TimofeevaE. Y.

Тимофеева Екатерина Юрьевна – ординатор ФГБУ “НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина” Минздрава России, Москваhttps://orcid.org/0009-0002-0387-0768e-mail: Katetimofeeva_04@mail.ru

Ekaterina Yu. Timofeeva – resident, N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, Moscowhttps://orcid.org/0009-0002-0387-0768E-mail: Katetimofeeva_04@mail.ru

Katetimofeeva_04@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0006-5375-7404КормилицынаА. А.KormilitsynaA. A.

Кормилицына Анастасия Алексеевна – студент ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), Москваhttps://orcid.org/0009-0006-5375-7404E-mail: anastasiakor02@mail.ru

Anastasia A. Kormilitsyna – student, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), Moscowhttps://orcid.org/0009-0006-5375-7404E-mail: anastasiakor02@mail.ru

anastasiakor02@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8194-2718ИвановВ. М.IvanovV. M.

Иванов Владимир Михайлович – д-р физ.-мат. наук, проф., профессор Высшей школы теоретической механики и математической физики ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого», Санкт-Петербургhttps://orcid.org/0000-0001-8194-2718E-mail: voliva@rambler.ru

Vladimir M. Ivanov – Dr. of Sci. (Phys.-Math.), Prof., Professor, Higher School of Theoretical Mechanics and Mathematical Physics, Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, St. Petersburghttps://orcid.org/0000-0001-8194-2718E-mail: voliva@rambler.ru

voliva@rambler.ruФГАУ “Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко” Минздрава России; ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)РоссияN.N. Burdenko National Medical Research Center of Neurosurgery of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation; I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)Russian FederationФГАУ “Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко” Минздрава РоссииРоссияN.N. Burdenko National Medical Research Center of Neurosurgery of the Ministry of Healthcare of the Russian FederationRussian FederationФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)РоссияI.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)Russian FederationФГБУ “Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина” Минздрава РоссииРоссияN.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology of the Ministry of Healthcare of the Russian FederationRussian FederationФГАОУ ВО “Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого”РоссияPeter the Great St. Petersburg Polytechnic UniversityRussian Federation20220110202600Принято в печать1634Copyright © Коновалов А.Н., Окишев Д.Н., Гребенев Ф.В., Артемьев А.А., Абзалов Т.Ю., Ерохин И.А., Сергеева С.С., Вилковыский Ю.Ф., Тимофеева Е.Ю., Кормилицына А.А., Иванов В.М., 20222022Коновалов А.Н., Окишев Д.Н., Гребенев Ф.В., Артемьев А.А., Абзалов Т.Ю., Ерохин И.А., Сергеева С.С., Вилковыский Ю.Ф., Тимофеева Е.Ю., Кормилицына А.А., Иванов В.М.Konovalov A.N., Okishev D.N., Grebenev F.V., Artemyev A.A., Abzalov T.Y., Erokhin I.A., Sergeeva S.D., Vilkovyskii I.F., Timofeeva E.Y., Kormilitsyna A.A., Ivanov V.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://medvis.rdsmedia.ru/jour/article/view/1634Актуальность

Актуальность. Технологии дополненной реальности (AR) активно внедряются в медицину, в том числе в нейрохирургию, в которой их применение способно повысить точность и безопасность операций, эффективность обучения. AR-навигация и телепрокторинг способны минимизировать риски, сократить время вмешательств и улучшить доступность специализированной помощи в регионах.

Цель

Цель. Оценка эффективности AR-технологий для нейронавигации, телепрокторинга и обучения неопытных хирургов на животных моделях, а также имитации базовых нейрохирургических манипуляций (люмбальная пункция).

Материал и методы

Материал и методы. Проведено проспективное исследование на лабораторных животных: 10 крысах и 1 баране. Использованы AR-очки Microsoft Hololens 2 и приложение Medgital Vision. 10 крысам был осуществлен доступ к аорте и сонным артериям (5 – использованием AR-навигации, 5 – без нее). Барану было проведено наложение экстра-интракраниального анастомоза под руководством хирурга с помощью AR-прокторинга, для которого применялся Google Meet. Также проведена имитация люмбальной пункции с наложением КТ-данных пациента на тело участника.

Результаты

Результаты. Применение AR позволило уменьшить время операции и размер доступа. Удаленный прокторинг показал себя как эффективный способ обучения и консультации во время операции. При имитации люмбальной пункции проекция анатомических ориентиров была правильно спроецирована на тело пациента.

Заключение

Заключение. AR-технологии продемонстрировали высокую эффективность для нейронавигации, телепрокторинга и обучения. Их внедрение в клиническую практику может повысить безопасность операций, сократить время вмешательств и расширить возможности дистанционного взаимодействия специалистов.

Background

Background. Augmented reality (AR) technologies are being actively integrated into medicine, including neurosurgery, where their application can enhance the accuracy and safety of operations and improve training effectiveness. AR navigation and teleproctoring have the potential to minimize risks, reduce intervention time, and improve access to specialized care in remote regions.

Objective

Objective. To evaluate the effectiveness of AR technologies for neuronavigation, teleproctoring, and training inexperienced surgeons using animal models, as well as simulating basic neurosurgical procedures (lumbar puncture).

Materials and methods

Materials and methods. A prospective study was conducted on laboratory animals: 10 rats and 1 sheep. Microsoft Hololens 2 AR glasses and the Medgital Vision application were used. Access to the aorta and carotid arteries was performed on 10 rats (5 with AR navigation, 5 without). An extracranial-intracranial anastomosis was performed on the sheep under AR-guided teleproctoring via Google Meet. Additionally, a lumbar puncture simulation was conducted by projecting patient CT data onto a participant’s body.

Results

Results. The use of AR reduced operation time and incision size. Remote teleproctoring proved effective for intraoperative training and consultation. In the lumbar puncture simulation, anatomical landmarks were accurately projected onto the participant’s body.

Conclusion

Conclusion. AR technologies demonstrated high efficacy for neuronavigation, teleproctoring, and training. Their implementation in clinical practice could enhance surgical safety, reduce intervention time, and expand opportunities for remote collaboration among specialists.

дополненная реальность (AR)нейрохирургиянейроонкологияHoloLens 2телепрокторингнавигация: augmented reality (AR)neurosurgeryneurooncologyHoloLens 2teleproctoringnavigationСтатья подготовлена в рамках выполнения плана НИР по гранту РНФ “Внедрение технологий виртуальной и дополненной реальности в нейрохирургическую практику” (№ 23-75-01019).This article was prepared as part of the research plan for the Russian Science Foundation (RSF) grant "Implementation of virtual and augmented reality technologies in neurosurgical practice" (No. 23-75-01019).ReferencesЛитература:References:Olexa J. [и др.] Case Report: Use of novel AR registration system for presurgical planning during vestibular schwannoma resection surgery // Frontiers in Surgery. 2024. № 11. С. 1304039. https://doi.org/10.3389/fsurg.2024.1304039Olexa J. [et al.] Case Report: Use of novel AR registration system for presurgical planning during vestibular schwannoma resection surgery // Frontiers in Surgery. 2024. № 11. P. 1304039. https://doi.org/10.3389/fsurg.2024.1304039Park BJ [и др.] Augmented reality improves procedural efficiency and reduces radiation dose for CT-guided lesion targeting: a phantom study using HoloLens 2 // Scientific Reports. 2020. № 10(1). С. 18620. https://doi.org/10.1038/s41598-020-75676-4Park BJ [et al.] Augmented reality improves procedural efficiency and reduces radiation dose for CT-guided lesion targeting: a phantom study using HoloLens 2 // Scientific Reports. 2020. № 10(1). P. 18620. https://doi.org/10.1038/s41598-020-75676-4Коновалов А.Н., Окишев Д.Н., Пилипенко Ю.В., [и др.] Дополненная реальность как метод нейронавигации при микрохирургическом лечении цереброваскулярной патологии: описание метода и опыта применения // Журнал «Вопросы нейрохирургии» имени Н.Н. Бурденко. 2025. Т. 89, № 1. С. 37–45.Konovalov A.N., Okishev D.N., Pilipenko Y.V., [et al.] Augmented reality as a method of neuronavigation in microsurgical treatment of cerebrovascular pathology: method description and application experience // Journal «Burdenko's Journal of Neurosurgery». 2025. Vol. 89, No. 1. P. 37–45.Hassan A.E. [и др.] Augmented reality enhanced tele-proctoring platform to intraoperatively support a neuro-endovascular surgery fellow // Interventional Neuroradiology. 2022. № 28(3). С. 277–282. https://doi.org/10.1177/15910199211035304Hassan A.E. [et al.] Augmented reality enhanced tele-proctoring platform to intraoperatively support a neuro-endovascular surgery fellow // Interventional Neuroradiology. 2022. № 28(3). P. 277–282. https://doi.org/10.1177/15910199211035304Tokunaga T. [и др.] The introduction of surgical telementoring systems in rural hospitals // World Journal of Surgery. 2025. № 49(1). С. 84–88. https://doi.org/10.1002/wjs.12418Tokunaga T. [et al.] The introduction of surgical telementoring systems in rural hospitals // World Journal of Surgery. 2025. № 49(1). P. 84–88. https://doi.org/10.1002/wjs.12418Percie du Sert N. [и др.] The ARRIVE guidelines 2.0: Updated guidelines for reporting animal research // PLoS Biology. 2020. № 18. С. e3000410. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000410Percie du Sert N. [et al.] The ARRIVE guidelines 2.0: Updated guidelines for reporting animal research // PLoS Biology. 2020. № 18. P. e3000410. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000410Felinska E.A. [и др.] Telestration with augmented reality improves surgical performance through gaze guidance // Surgical Endoscopy. 2023. № 37(5). С. 3557–3566. https://doi.org/10.1007/s00464-022-09859-7Felinska E.A. [et al.] Telestration with augmented reality improves surgical performance through gaze guidance // Surgical Endoscopy. 2023. № 37(5). P. 3557–3566. https://doi.org/10.1007/s00464-022-09859-7Cizmic A. [и др.] Telestration with augmented reality improves the performance of the first ten ex vivo porcine laparoscopic cholecystectomies: a randomized controlled study // Surgical Endoscopy. 2023. № 37(10). С. 7839–7848. https://doi.org/10.1007/s00464-023-10360-yCizmic A. [et al.] Telestration with augmented reality improves the performance of the first ten ex vivo porcine laparoscopic cholecystectomies: a randomized controlled study // Surgical Endoscopy. 2023. № 37(10). P. 7839–7848. https://doi.org/10.1007/s00464-023-10360-yWild C. [и др.] Telestration with augmented reality for visual presentation of intraoperative target structures in minimally invasive surgery: a randomized controlled study // Surgical Endoscopy. 2022. № 36(10). С. 7453–7461. https://doi.org/10.1007/s00464-022-09158-1Wild C. [et al.] Telestration with augmented reality for visual presentation of intraoperative target structures in minimally invasive surgery: a randomized controlled study // Surgical Endoscopy. 2022. № 36(10). P. 7453–7461. https://doi.org/10.1007/s00464-022-09158-1Lysenko A. [и др.] The use of augmented reality navigation technology in combination with endoscopic surgery for the treatment of an odontogenic cyst of the upper jaw: A technical report // Imaging Science in Dentistry. 2022. № 52(2). С. 225–230. https://doi.org/10.5624/isd.20210256Lysenko A. [et al.] The use of augmented reality navigation technology in combination with endoscopic surgery for the treatment of an odontogenic cyst of the upper jaw: A technical report // Imaging Science in Dentistry. 2022. № 52(2). P. 225–230. https://doi.org/10.5624/isd.20210256Ma L. [и др.] Augmented reality surgical navigation with accurate CBCT-patient registration for dental implant placement // Medical & Biological Engineering & Computing. 2019. № 57(1). С. 47–57. https://doi.org/10.1007/s11517-018-1861-9Ma L. [et al.] Augmented reality surgical navigation with accurate CBCT-patient registration for dental implant placement // Medical & Biological Engineering & Computing. 2019. № 57(1). P. 47–57. https://doi.org/10.1007/s11517-018-1861-9Ivanov V.M. [и др.] Practical Application of Augmented/Mixed Reality Technologies in Surgery of Abdominal Cancer Patients // Journal of Imaging. 2022. № 8(7). С. 183. https://doi.org/10.3390/jimaging8070183Ivanov V.M. [et al.] Practical Application of Augmented/Mixed Reality Technologies in Surgery of Abdominal Cancer Patients // Journal of Imaging. 2022. № 8(7). P. 183. https://doi.org/10.3390/jimaging8070183Ochandiano S. [и др.] Computer-Assisted Dental Implant Placement Following Free Flap Reconstruction: Virtual Planning, CAD/CAM Templates, Dynamic Navigation and Augmented Reality // Frontiers in Oncology. 2022. № 11. С. 754943. https://doi.org/10.3389/fonc.2021.754943Ochandiano S. [et al.] Computer-Assisted Dental Implant Placement Following Free Flap Reconstruction: Virtual Planning, CAD/CAM Templates, Dynamic Navigation and Augmented Reality // Frontiers in Oncology. 2022. № 11. P. 754943. https://doi.org/10.3389/fonc.2021.754943Grebenkov V.G. [и др.] Периоперационное применение технологии дополненной реальности в хирургическом лечении больного местнораспространенным локорегиональным рецидивом рака прямой кишки // Хирургия (Москва). 2022. № 12(2). С. 44–53. https://doi.org/10.17116/hirurgia202212244Grebenkov V.G. [et al.] Perioperative application of augmented reality technology in surgical treatment of locally advanced recurrent rectal cancer [Периоперационное применение технологии дополненной реальности в хирургическом лечении местнораспространенного рецидива рака прямой кишки] // Khirurgiia (Mosk). 2022. № 12(2). P. 44–53. https://doi.org/10.17116/hirurgia202212244Иванов В.М., Мамаев И.Р., Князев А.В., [и др.] Обзор методов наложения 3D-модели на пациента с использованием дополненной реальности в хирургии // Вестник неврологии, психиатрии и нейрохирургии. — 2024. — № 12. — С. 1534–1541.Ivanov V.M., Mamaev I.R., Knyazev A.V., [et al.] Overview of methods for imposition of a 3D model on a patient using augmented reality in surgery // Bulletin of Neurology, Psychiatry and Neurosurgery. — 2024. — No. 12. — P. 1534–1541.Ivan M.E. [и др.] Augmented reality head-mounted display-based incision planning in cranial neurosurgery: a prospective pilot study // Neurosurgical Focus. 2021. № 51(2). С. E3. https://doi.org/10.3171/2021.5.FOCUS20735Ivan M.E. [et al.] Augmented reality head-mounted display-based incision planning in cranial neurosurgery: a prospective pilot study // Neurosurgical Focus. 2021. № 51(2). P. E3. https://doi.org/10.3171/2021.5.FOCUS20735

The authors declare that there are no conflicts of interest present.