211service.com
Sirds ķirurgi kā videospēļu spēlētāji
Sirds ķirurgi ir aizņēmušies 3-D stereoskopiskās attēlveidošanas tehnoloģiju no videospēļu nozares, lai palīdzētu viņiem vadīt instrumentus sarežģītu sirdsdarbības operāciju laikā. Jaunās attēlveidošanas ierīces testos ķirurgs spēja precīzāk orientēties cūku sirdīs un pēc tam ātrāk salabot siržu saplēstās sienas. Galu galā stereoskopiskā sistēma var padarīt sirdsdarbības ķirurģiju efektīvāku un mazāk bīstamu, iespējams, paplašinot tās izmantošanu salīdzinoši sarežģītos sirds remontdarbos.
3-D skats: Bostonas Bērnu slimnīcas pētnieki operāciju zālē ienes videospēļu tehnoloģiju. Sirds ķirurgs Nikolajs Vasiļjevs, veicot ķirurģiskas simulācijas, izmēģina savas stereobrilles. Brilles kopā ar monitoru, kas parāda reāllaika ultraskaņas datus, nodrošina stereoskopisku 3-D skatu. Vasiļjevs izmēģināja tehnoloģiju pukstošās sirds ķirurģijā uz cūku sirdīm un atklāja, ka tā viņam ļauj aizlāpīt caurumu daudz efektīvāk nekā ar tradicionālo 3-D attēlveidošanu.
Dažām sarežģītām sirds procedūrām, piemēram, vārstuļu remontam, ķirurgam ir jāaptur sirds un jāpārgriež tā. Šīm operācijām ir nepieciešama sirds-plaušu apvedceļa iekārta, un tās rada būtisku risku pacientam. Pēdējos gados daži ķirurgi ir izvēlējušies izmantot sirdsdarbības ķirurģiju, kas ir mazāk invazīva pieeja, kas bieži vien var novērst nepieciešamību pēc sirds-plaušu apvedceļa. Taču darbs pie sarežģītām, delikātām iekšējām struktūrām, kas kustas ar katru sirdspukstu, rada lielas problēmas — jo īpaši tāpēc, ka, neatverot sirdi un nenovirzot asinis, ķirurgiem ir grūti saprast, ko viņi dara.
Jau vairākus gadus komanda plkst Bostonas bērnu slimnīca ir izstrādājis reāllaika 3-D attēlveidošanas sistēmu izmantošanai sirdsdarbības ķirurģijā. Ultraskaņas ierīce apkopo 3-D datu straumi un ievada to divdimensiju displejā, norādot dziļumu ar pelēkiem toņiem. Uzmanot displeju, ķirurgs operācijas laikā var redzēt sirds iekšpusi.
Taču, lai gan agrīnie tehnoloģijas rezultāti, kas nesen nonākuši operāciju zālē, ir bijuši daudzsološi, ķirurgi atklāja, ka divdimensiju displejs traucē viņu dziļuma uztveri. Ja pārvietojaties trīsdimensiju sarežģītā struktūrā, piemēram, sirdī, kur veicat pagriezienus pa labi un pa kreisi, kā arī braucat augšup un lejup, un visādi, divdimensiju attēla izmantošana padara to ļoti sarežģītu, saka. Pedro del Nido , Bērnu slimnīcas sirds ķirurģijas nodaļas vadītājs un pētnieku grupas vadītājs.
Lai rastu risinājumu, komanda meklēja nozari, kas labi pārzina arvien labākas 3-D pieredzes radīšanu: videospēles. Nesenie sasniegumi attēlu apstrādes tehnoloģijā ir ļāvuši spēļu dizaineriem simulēt 3-D vidi, kas papildināta ar dziļuma uztveri, izmantojot stereoskopiskus redzes displejus. Lai risinātu strukturālās sirds slimības, jums ir nepieciešama trīsdimensiju karte ar dziļuma uztveri, saka Mārcis Džilinovs , galvenais pieredzes speciālists plkst Klīvlendas klīnikas Sirds un asinsvadu institūts . Un to jums sniedz stereoskopiskās brilles.
Stereskopiskais redzes displejs katrai acij ģenerē atsevišķu, nedaudz noliektu 3-D attēlu. Monitors ātri pārvietojas starp abām versijām uz priekšu un atpakaļ aptuveni 70 reizes sekundē. Tikmēr skatītājs valkā specializētas brilles, kas pārmaiņus bloķē kreiso un labo aci ar tādu pašu ātrumu. Mirgošana ir pietiekami ātra, lai acis, kas spēj apstrādāt tikai aptuveni 25 līdz 30 kadrus sekundē, to nepamana.
Sadalīts ekrāns: Ultraskaņas ierīce sūta pastāvīgu trīsdimensiju datu plūsmu no pacienta sirds uz datoru, kas to sadala nedaudz noliektos attēlos — pa vienam katrai acij. Specializētās brilles mirgo uz priekšu un atpakaļ starp kreiso un labo aci, savukārt divi attēli datora ekrānā mirgo uz priekšu un atpakaļ. Rezultāts ir līdzīgs hologrāfiskam video par sirds iekšējo darbību.
Jūsu smadzenes zina, kā integrēt šo informāciju un automātiski nodrošināt dziļuma uztveri, saka del Nido. Jums nav jābūt datoram, kas paziņo, ka atrodaties divarpus centimetru attālumā no mērķa — jūsu smadzenes to intuitīvi izdomā, un tas to dara lidojuma laikā. Rezultāts ir reālistiska, hologrammai līdzīga 3D pieredze.
Izmantojot šo tehnoloģiju, Bērnu slimnīcas komanda izveidoja pēc pasūtījuma izgatavotu displeju, kas varētu apstrādāt datus no ultraskaņas zondes. Pēc tam sirds ķirurgs Nikolajs Vasiļjevs uzvilka stereoskopiskas brilles un izmēģināja displeju, darbojoties ar pukstošajām cūku sirdīm.
Pirmkārt, Vasiļjevs izveidoja plīsumu sienā, kas sadala kreiso un labo ātriju, imitējot stāvokli, ko sauc par priekškambaru starpsienas defektu. Pēc tam viņš salaboja caurumu ar niecīgu plāksteri, nostiprinot to vietā ar vairākiem sīkiem enkuriem. Tā kā visa operācija tika veikta ar specializētiem instrumentiem, kurus varēja ievietot caur ļoti mazu atveri sirds virsmā, tā bija pietiekami neinvazīva, lai ļautu sirdij pukstēt visu laiku. Kopumā Vasiļjevs operēja ar sešām cūkām: trīs ar stereoskopisko displeju un trīs ar parasto 3-D displeju.
Visās sešās operācijās Vasiļjevs veiksmīgi piestiprināja plāksteri, un abām grupām nebija nekādas atšķirības attiecībā uz to, cik precīzi viņš novietoja enkurus, iespējams, tāpēc, ka viņam ir liela pieredze ar šo konkrēto procedūru. Taču jaunā ierīce ļāva viņam precīzāk virzīt instrumentus līdz galamērķim, samazinot apkārtējo konstrukciju bojājumu risku, un paveikt darbu par 44 procentiem ātrāk. Pētījuma rezultāti tika paziņoti vakar Torakālās un sirds un asinsvadu ķirurģijas žurnāls .
Stereoskopiskā sistēma var palīdzēt paplašināt sirdsdarbības ķirurģijas pielietojumu, paplašinot tās izmantošanu bērniem ar iedzimtiem sirds defektiem un sarežģītu sirds remontdarbu gadījumos, piemēram, plašiem caurumiem un bojātiem vārstiem. Patiešām, del Nido reāllaika stereoskopisko attēlveidošanu – apvienojumā ar vismodernākajiem ķirurģiskajiem instrumentiem – uzskata par platformu, kas galu galā varētu mainīt sirds ķirurģiju tādā veidā, kā laproskopiskās procedūras radīja revolūciju vēdera dobuma ķirurģijā. Tas, ko mēs šeit izstrādājam, patiešām ir jauna platforma sirds labošanai ļoti atšķirīgā veidā, saka del Nido. Mēs esam spēruši pirmo soli: esam veikuši koncepcijas pārbaudi. Tagad mēs vēlamies sākt redzēt, cik tālu mēs varam ar to iet.
Vai tas būs gatavs rītdienas galvenajam laikam? Nē, tā nav, saka Džilinovs. Bet vai tas varētu pavērt veselu virkni jaunu veidu, kā sakārtot lietas sirdī? Jā.