211service.com
Širdies chirurgai kaip vaizdo žaidėjai
Širdies chirurgai pasiskolino 3-D stereoskopinio vaizdo gavimo technologiją iš vaizdo žaidimų pramonės, kad padėtų jiems valdyti įrankius sudėtingų širdies plakimo operacijų metu. Atlikdamas naujojo vaizdo gavimo įrenginio bandymus, chirurgas sugebėjo tiksliau orientuotis į kiaulių širdis ir greičiau sutvarkyti suplėšytas širdžių sienas. Galų gale, stereoskopinė sistema gali padaryti širdies plakimo operaciją veiksmingesnę ir mažiau pavojingą, galbūt išplėsti jos naudojimą į gana sudėtingą širdies taisymą.
3D vaizdas: Bostono vaikų ligoninės mokslininkai į operacinę įneša vaizdo žaidimų technologiją. Širdies chirurgas Nikolajus Vasiljevas, atlikdamas chirurginį modeliavimą, išbando savo stereoakinius. Akiniai kartu su monitoriumi, rodančiu ultragarso duomenis realiuoju laiku, suteikia stereoskopinį 3D vaizdą. Vasiljevas išbandė technologiją, atlikdamas kiaulių širdies plakimo operaciją, ir išsiaiškino, kad ji leido užlopyti skylę efektyviau nei naudojant tradicinį 3D vaizdą.
Tam tikroms sudėtingoms širdies procedūroms, tokioms kaip vožtuvo taisymas, chirurgas turi sustabdyti širdį ir perpjauti ją plačiai. Šioms operacijoms reikalingas širdies ir plaučių šuntavimo aparatas, o tai kelia didelį pavojų pacientui. Pastaraisiais metais kai kurie chirurgai renkasi širdies plakimo operaciją – mažiau invazinį metodą, kuris dažnai padeda išvengti širdies ir plaučių šuntavimo. Tačiau dirbant su sudėtingomis, subtiliomis vidinėmis struktūromis, kurios juda su kiekvienu širdies plakimu, kyla didelių iššūkių – ypač todėl, kad neatidarius širdies ir nenukreipiant kraujo, chirurgams sunku suprasti, ką jie daro.
Jau keletą metų komanda prie Bostono vaikų ligoninė sukūrė realaus laiko 3-D vaizdo sistemą, skirtą naudoti širdies plakimo chirurgijoje. Ultragarsinis prietaisas surenka 3-D duomenų srautą ir pateikia jį į dvimatį ekraną, nurodant gylį pilkais atspalviais. Stebėdamas ekraną chirurgas operacijos metu gali matyti širdies vidų.
Tačiau nors ankstyvieji technologijos, kuri neseniai atsidūrė operacinėje, rezultatai buvo daug žadantys, chirurgai nustatė, kad dvimatis ekranas trukdė jų gylio suvokimui. Jei naršote trimačiai sudėtingoje struktūroje, pvz., širdyje, kur sukate į dešinę ir į kairę, kylate aukštyn ir žemyn ir visur, naudojant dvimatį vaizdą labai sunku, sakoma. Pedro del Nido , Vaikų ligoninės širdies chirurgijos vadovas ir tyrimo grupės vadovas.
Ieškodama sprendimo, komanda ieškojo pramonės, kuri puikiai išmano nuolat tobulėjančios 3D patirties kūrimą: vaizdo žaidimus. Naujausi vaizdo apdorojimo technologijų pažanga leido žaidimų dizaineriams imituoti 3-D aplinką, kartu su gylio suvokimu, naudojant stereoskopinius regėjimo ekranus. Norėdami išspręsti struktūrines širdies ligas, jums reikia trimačio žemėlapio su gylio suvokimu, sako Marcas Gillinovas , vyriausiasis patirties pareigūnas Klivlando klinikos Širdies ir kraujagyslių institutas . Ir tai jums suteikia stereoskopiniai akiniai.
Stereoskopinis regėjimo ekranas sukuria atskirą, šiek tiek pakreiptą 3-D vaizdą kiekvienai akiai. Monitorius greitai slenka pirmyn ir atgal tarp dviejų versijų maždaug 70 kartų per sekundę. Tuo tarpu žiūrovas nešioja specializuotus akinius, kurie pakaitomis blokuoja kairę ir dešinę akis tuo pačiu greičiu. Mirgėjimas yra pakankamai greitas, kad akys, galinčios apdoroti tik apie 25–30 kadrų per sekundę, to nepastebėtų.
Padalintas ekranas: Ultragarsinis prietaisas siunčia nuolatinį trimačių duomenų srautą iš paciento širdies į kompiuterį, kuris padalija jį į porą šiek tiek pakreiptų vaizdų – po vieną kiekvienai akiai. Specializuoti akiniai mirga pirmyn ir atgal tarp kairės ir dešinės akių, o du vaizdai mirksi pirmyn ir atgal kompiuterio ekrane. Rezultatas panašus į holografinį širdies vidinio veikimo vaizdo įrašą.
Jūsų smegenys žino, kaip integruoti šią informaciją ir automatiškai suvokti gylį, sako del Nido. Nereikia turėti kompiuterio, kuris praneštų, kad esate du su puse centimetro nuo taikinio – jūsų smegenys tai intuityviai supranta ir tai daro skrydžio metu. Rezultatas – tikroviška, hologramą primenanti 3D patirtis.
Naudodama šią technologiją, Vaikų ligoninės komanda sukūrė pagal užsakymą pagamintą ekraną, galintį apdoroti ultragarsinio zondo duomenis. Tada kardiochirurgas Nikolajus Vasiljevas užsidėjo stereoskopinius akinius ir išbandė ekraną operuodamas plakančias kiaulių širdis.
Pirmiausia Vasiljevas sukūrė plyšimą sienelėje, skiriančioje kairįjį ir dešinįjį prieširdžius, imituodamas būklę, vadinamą prieširdžių pertvaros defektu. Tada jis sutaisė skylę mažu lopinėliu, pritvirtindamas ją keliais mažyčiais inkarais. Kadangi visa operacija buvo atlikta naudojant specialius įrankius, kuriuos buvo galima įkišti per labai mažą angą širdies paviršiuje, ji buvo pakankamai neinvazinė, kad širdis galėtų plakti visą laiką. Iš viso Vasiljevas operavo šešias kiaules: tris su stereoskopiniu ekranu ir tris su įprastu 3-D ekranu.
Per visas šešias operacijas Vasiljevas sėkmingai priklijavo pleistrą, o tarp dviejų grupių nesiskyrė tuo, kaip tiksliai jis uždėjo inkarus – galbūt todėl, kad turi didelę šios konkrečios procedūros patirtį. Tačiau naujasis prietaisas leido jam tiksliau nukreipti prietaisus į paskirties vietą – sumažino aplinkinių konstrukcijų pažeidimo riziką – ir darbą atlikti 44 procentais greičiau. Tyrimo rezultatai buvo paskelbti vakar Krūtinės ir širdies ir kraujagyslių chirurgijos žurnalas .
Stereoskopinė sistema gali padėti išplėsti plakančios širdies chirurgijos taikymą, išplėsti jos naudojimą vaikams, turintiems įgimtų širdies ydų, ir atliekant sudėtingus širdies remonto darbus, pvz., didelės skylės ir sugedę vožtuvai. Iš tiesų, del Nido mato stereoskopinį vaizdą realiuoju laiku – kartu su pažangiausiais chirurginiais instrumentais – kaip platformą, kuri galiausiai gali pakeisti širdies chirurgiją taip, kaip laproskopinės procedūros sukėlė revoliuciją pilvo chirurgijoje. Tai, ką mes čia kuriame, iš tikrųjų yra nauja platforma, skirta širdies taisymui atlikti labai skirtingai, sako del Nido. Žengėme pradinį žingsnį: atlikome koncepcijos įrodymą. Dabar norime pradėti žiūrėti, kiek toli galime su juo nueiti.
Ar rytoj jis bus paruoštas geriausiu laiku? Ne, ne, sako Gillinovas. Bet ar tai gali atverti daugybę naujų būdų, kaip sutvarkyti dalykus širdyje? Taip.