XR（AR・MR・VR） ARによるDIEP flapの穿通枝走行のシミュレーション—形成外科領域におけるXR技術の最前線と未来展望—

Simulation of Perforator Courses in DIEP Flap Anatomy Using Augmented/Mixed Reality: The Current Status and Future Perspectives of XR in Plastic Surgery

はじめに

　本研究では，拡張現実（augmented reality：以下，AR）や複合現実（mixed reality：以下，MR）技術を用いた深下腹壁動脈穿通枝（deep inferior epigastric perforator：以下，DIEP）flapの穿通枝走行シミュレーション手法を紹介する。再建手術では，皮弁栄養血管の解剖理解が重要である。われわれは，3D Slicer，BlenderオープンソースやUnityなどのソフトウェアを統合し，CT血管造影（computed tomography angiography：以下，CTA）データから穿通枝と腹直筋の三次元モデルを生成し，HoloLens（Microsoft社）上にホログラムとして投影する低コストMRワークフローを構築した。術者と若手専攻医はこれを用いて穿通枝の走行を任意方向から立体的に確認することができた。本システムは平面画像に依存しない直感的な解剖理解を可能にし，術者間の情報共有やチームの準備度向上に寄与した。今後は，術中ナビゲーションへの応用やデバイス精度の向上を通じて，形成外科における個別化手術支援技術としての発展が期待される。

　Understanding the perforator location and intramuscular course is essential in breast reconstruction, but interpreting complex vascular pathways solely from computed tomography angiography (CTA) slices remains challenging, especially for trainees. This study presents a mixed reality (MR)-based workflow for the preoperative visualizations of the deep inferior epigastric artery perforator (DIEP) flap anatomy. We integrated open-source platforms — 3D Slicer, Blender —  and Unity to generate 3D models of perforators, the deep inferior epigastric artery, the rectus abdominis, and the abdominal skin surface obtained from CTA data. These models were imported into HoloLens 2 as holograms for interactive spatial review. Surgeons were able to freely examine the perforator pathways from any angle, facilitating an intuitive anatomical understanding and enhancing team preparation. The MR system allowed the workflowʼs application in preoperative planning, education, and shared surgical visualization. This low‑cost, open‑source workflow demonstrates the feasibility and clinical value of MR‑assisted DIEP perforator assessments, and our study findings highlight the workflowʼs potential for applications in intraoperative navigation and personalized surgical assistance.