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Neue Perspektiven in der Orthopädie

Entwicklungen durch Neurotechnologie und Metaversum

New perspectives in orthopedics

Developments through neurotechnology and metaverse

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Die Orthopädie Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Die Kombination von Neurotechnologie und Metaversum hat ein hohes Potenzial für die Orthopädie, da sie ein breites Spektrum an Möglichkeiten bietet, um die Grenzen der traditionellen medizinischen Versorgung zu überwinden. Die Vision eines medizinischen Metaversums, welches als Bindeglied die Infrastruktur für innovative Technologien bietet, eröffnet neue Möglichkeiten für Therapien, medizinische Kollaborationen und eine praxisnahe und individuelle Ausbildung angehender Ärzte. Jedoch existieren weiterhin Risiken und Herausforderungen, wie Sicherheit und Datenschutz, gesundheitliche Aspekte, die Akzeptanz bei Patienten und Ärzten sowie technische Hürden und der Zugang zu Technologien. Hier besteht weiterer Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Dennoch, durch technologischen Fortschritt, weitere Forschungsarbeit, bessere Verfügbarkeit und Vergünstigung der Technologien, sind die Zukunftsaussichten für Neurotechnologie und Metaversum in der Orthopädie vielversprechend.

Abstract

The combination of neurotechnology and metaverse holds high potentials for orthopedics, as it offers a broad spectrum of possibilities to overcome the limits of traditional medical care. The vision of a medical metaverse providing the infrastructure as a link for innovative technologies opens up new opportunities for therapy, medical collaborations and practical, personalized training for aspiring physicians. However, risks and challenges, such as security and privacy, health-related issues, acceptance by patients and doctors, as well as technical hurdles and access to the technologies, remain. Hence, future research and development is paramount. Nonetheless, due to technological progress, the exploration of new research areas, and the improved availability of the technologies paired with cost reduction, the prospects for neurotechnology and metaverse in orthopedics are promising.

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Abb. 1

Abbreviations

EMG:

Elektromyographie

KI :

Künstliche Intelligenz

XR:

Extended Reality

Literatur

  1. Yiannakopoulou E, Nikiteas N et al (2015) Virtual reality simulators and training in laparoscopic surgery. Int J Surg 13:60–64. https://doi.org/10.1016/j.ijsu.2014.11.014

    Article  PubMed  Google Scholar 

  2. Abu-Hassan K, Taylor JD et al (2019) Optimal solid state neurons. Nat Commun 10:5309. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13177-3

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  3. McManus L, De Vito G et al (2020) Analysis and biophysics of surface EMG for physiotherapists and kinesiologists: toward a common language with rehabilitation engineers. Front Neurol 11:576729 (F. M. SA, Hrsg.)

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  4. Ohlrogge C, Glaß F (2020) Virtual-Reality in der Schmerztherapie. Pflegezeitschrift 73:52–55. https://doi.org/10.1007/s41906-020-0718-7

    Article  Google Scholar 

  5. Park S, Lee G (2020) Full-immersion virtual reality: Adverse effects related to static balance. Neurosci Lett 733:134974. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2020.134974

    Article  PubMed  Google Scholar 

  6. Tam S, Boukadoum A et al (2020) A Fully Embedded Adaptive Real-Time Hand Gesture Classifier Leveraging HD-sEMG and Deep Learning. Eee Trans Biomed Circuits Syst 14(2):232–243

    Article  Google Scholar 

  7. Goh GS, Lohre R et al (2021) Virtual and augmented reality for surgical training and simulation in knee arthroplasty. Arch Orthop Trauma Surg 141:2303–2312. https://doi.org/10.1007/s00402-021-04037-1

    Article  PubMed  Google Scholar 

  8. Lee SH, Kim M et al (2021) Visual fatigue induced by watching virtual reality device and the effect of anisometropia. Ergonomics 64:1522–1531. https://doi.org/10.1080/00140139.2021.1957158

    Article  PubMed  Google Scholar 

  9. Meta Platforms, Inc. (2021) Inside Facebook Reality Labs: Wrist-based interaction for the next computing platform. https://tech.facebook.com/reality-labs/2021/3/inside-facebook-reality-labs-wrist-based-interaction-for-the-next-computing-platform/ (Erstellt: 18. März 2021). Zugegriffen: 4. Mai 2023

  10. Venkatesan M, Mohan H et al (2021) Virtual and augmented reality for biomedical applications. Cell Reports Med 2(7):100348. https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2021.100348

    Article  Google Scholar 

  11. Bhugaonkar K, Bhugaonkar R et al (2022) The trend of Metaverse and augmented & virtual reality extending to the healthcare system. Cureus. https://doi.org/10.7759/cureus.29071

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  12. Calabrò RS, Cerasa A et al (2022) The Arrival of the Metaverse in Neurorehabilitation: Fact, Fake or Vision? Biomedicines 10:2602. https://doi.org/10.3390/biomedicines10102602

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  13. Deutsches Ärzteblatt (2022) Mit Virtual Reality gegen chronische Schmerzen. Köln: Deutscher Ärzteverlag GmbH. https://www.aerzteblatt.de/nachrichten/130895/Mit-Virtual-Reality-gegen-chronische-Schmerzen (Erstellt: 14. Jan. 2022). Zugegriffen: 4. Mai 2023

  14. Fraunhofer-Verbund IUK-Technologien (2022) Metaverse – Eine Definition. https://www.iuk.fraunhofer.de/de/themen/thema-metaverse.html (Erstellt: 13. Okt. 2022). Zugegriffen: 4. Mai 2023

  15. (2022) Johns Hopkins Performs Its First Augmented Reality Surgeries in Patients. https://www.hopkinsmedicine.org/news/articles/johns-hopkins-performs-its-first-augmented-reality-surgeries-in-patients (Erstellt: 16. Febr. 2022). Zugegriffen: 4. Mai 2023

  16. Khademi F, Naros G et al (2022) Rewiring Cortico-Muscular Control in the Healthy and Poststroke Human Brain with Proprioceptive β‑Band Neurofeedback. J Neurosci 42(36):6861–6877

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  17. Locurcio LL (2022) Dental education in the metaverse. Br Dent J 232:191–191. https://doi.org/10.1038/s41415-022-3990-7

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  18. Lu L, Wang H et al (2022) Applications of mixed reality technology in orthopedics surgery: a pilot study. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 10. https://doi.org/10.3389/fbioe.2022.740507

  19. Mesko B (2022) The promise of the metaverse in cardiovascular health. Eur Heart J 43(28):2647–2649. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehac231

    Article  PubMed  Google Scholar 

  20. Peckmann C, Kannen K et al (2022) Virtual reality induces symptoms of depersonalization and derealization: A longitudinal randomised control trial. Comput Human Behav 131:107233. https://doi.org/10.1016/j.chb.2022.107233

    Article  Google Scholar 

  21. Rowald A, Komi S et al (2022) Activity-dependent spinal cord neuromodulation rapidly restores trunk and leg motor functions after complete paralysis. Nat Med 28:260–271

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  22. Skalidis I, Muller O et al (2022) The metaverse in cardiovascular medicine: applications, challenges, and the role of non-fungible tokens. Can J Cardiol 38(9):1467–1468. https://doi.org/10.1016/j.cjca.2022.04.006

    Article  PubMed  Google Scholar 

  23. Wang G, Badal A et al (2022) Development of metaverse for intelligent healthcare. Nat Mach Intell. https://doi.org/10.1038/s42256-022-00549-6

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  24. Yang D, Zhou J et al (2022) Expert consensus on the metaverse in medicine. Clin Ehealth 5:1–9. https://doi.org/10.1016/j.ceh.2022.02.001

    Article  Google Scholar 

  25. Ahuja AS, Polascik BW et al (2023) The digital metaverse: Applications in artificial intelligence, medical education, and integrative health. Integr Med Res 12:100917. https://doi.org/10.1016/j.imr.2022.100917

    Article  PubMed  Google Scholar 

  26. Koohsari MJ, McCormack GR et al (2023) The Metaverse, the Built Environment, and Public Health: Opportunities and Uncertainties. J Med Internet Res 25:e43549. https://doi.org/10.2196/43549

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  27. Mah E (2023) Metaverse, AR, machine learning & AI in Orthopaedics? J Orthop Surg. https://doi.org/10.1177/10225536231165362

    Article  Google Scholar 

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Authors and Affiliations

  1. Systems Neuroscience & Neurotechnology Unit, Medizinische Fakultät, Universität des Saarlandes, Homburg, Deutschland

    Richard Morsch M.Sc. &  Daniel J. Strauss

  2. Klinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Universität des Saarlandes, Homburg, Deutschland

    Richard Morsch M.Sc. &  Stefan Landgraeber

  3. Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes, Saarbrücken, Deutschland

    Daniel J. Strauss

  4. Universität des Saarlandes, Saarbrücken, Deutschland

    Richard Morsch M.Sc.,  Stefan Landgraeber &  Daniel J. Strauss

Authors
  1. Richard Morsch M.Sc.
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  2. Stefan Landgraeber
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  3. Daniel J. Strauss
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Correspondence to Richard Morsch M.Sc..

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Interessenkonflikt

R. Morsch, S. Landgraeber und D.J. Strauss geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Für diesen Beitrag wurden von den Autor/-innen keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

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Morsch, R., Landgraeber, S. & Strauss, D.J. Neue Perspektiven in der Orthopädie. Orthopädie 52, 547–551 (2023). https://doi.org/10.1007/s00132-023-04400-7

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