Virtuaalne reaalsus, mis aitab kirurge koolitada

Virtuaalne reaalsus, mis aitab kirurge koolitada
Virtuaalne reaalsus, mis aitab kirurge koolitada
Anonim

Tuleviku kirurgid saavad harjutada delikaatseid operatsioone enne, kui nad puudutavad elavat patsienti.

Arendamisel on virtuaalreaalsuse (VR) süsteem, mis võimaldab praktikandil kirurgidel näha inimkehast kõrge eraldusvõimega 3D-pilti, mis on skaleeritud mis tahes mõõtmetele. Protseduuri läbides tunnevad nad kude läbilõikamisel instrumendi survet. Nad saavad aru, kui tabavad luu või teevad vale liigutuse.

Süsteem on üks revolutsioonilise Haptic (puutetundliku tagasiside) töölaua rakendus, mille on välja töötanud CSIRO ja Advanced Computational Systems Cooperative Research Center (ACSys).

Haptic Workbench suudab simuleerida kompimismeelt, nii et operaator tunneb ja näeb virtuaalset objekti.

"Süsteemi teeb tõeliselt eriliseks see, et selles kuvatavaid objekte saab tunnetada ja nendega manipuleerida. Just see "haptiline" aspekt võimaldab delikaatseid ja kriitilisi protseduure realistlikult simuleerida," ütleb CSIRO teadlane Duncan Stevenson.

Tehnoloogia pakub suurt huvi Austraalia Kuninglikule Kirurgide Kolledžile (RACS), kes kavandab virtuaalse kirurgia koolituskeskust.

"Hiljutisel meeleavaldusel olid RACS-i liikmed üllatunud, kui tundsid, kuidas süstal hüppab läbi naha ja veeni ning nägi, kuidas see verega täitub, sest see oli nii elutruu," räägib hr Stevenson.

Operatsioonide ajal saab jälgida koolitatavate edenemist, mõõtes rõhku ja sisselõigete nurka, koekahjustusi ja muid näitajaid täpsusega, mida praegu ei ole võimalik.

"Kirurgid teavad täpselt, milliste operatsiooni aspektidega nad peavad töötama," ütleb David Storey RACSist. "See on tohutu kasu."

Hr Storey ütleb, et need tehnoloogiad muudavad kirurgilise koolituse revolutsiooniliseks.

"Kirurgid on muidugi praeguste meetoditega väga hästi koolitatud, kuid VR-lahendus on aja- ja ressursikulu odavam ning pakub mõningaid revolutsioonilisi võimalusi."

"Kasutades virtuaalse kujutise loomiseks tegelikke patsiendiandmeid, saab kirurg läbi harjutada keeruka kirurgilise protseduuri konkreetse patsiendi täpse simulatsiooni põhjal."

"Kogenud kirurgid saavad oma oskusi värskendada, nii et uusi elupäästvaid kirurgilisi tehnikaid võidakse varem kasutusele võtta ja laiem alt rakendada."

Töölaud ühendab peegeldatud 3D-kujutise süsteemi robotkäega, mis on nii sisend kui ka haptiline tagasiside seade.3D-prille kandes istub kasutaja töölaual ja hoiab robotkäe otsas olevat instrumenti. See instrument võib olla pliiatsi, tööriista, skalpelli või muu, milleks süsteem selle programmeerib.

Võimsad miniatuursed mootorid, mis juhivad seda, kuidas robotkäe liigutustele reageerib, tekitavad vastupanu, mis annab kasutajale tunde, et ta tõesti puudutab objekti või inimest.

"Käsi on tegelikult tugevam kui sina. Nii et kui tarkvara ütleb, et te ei saa midagi teha – näiteks suruda nõel läbi luu –, siis pole lihts alt võimalust sundida kätt seda tegema."

Hr Stevenson ütleb, et ilma haptilise tagasisideta ei saa ükski süsteem reaalsust täpselt jäljendada.

"Kas olete kunagi proovinud kirjutada oma nime paberile, mida hoitakse vertikaalselt õhus? See on peaaegu võimatu! Aga kui teil on millegi vastu suruda, on see lihtne."

3D-peeglisüsteem tähendab, et objektid näivad istuvat pigem pingil kui arvutimonitoril, mis suurendab oluliselt realistlikkust.

"Ainult käte kaasamine tagab keskendunuma kogemuse," ütleb Duncan Stevenson. "Mõistust ei sega mittevajalikud sisendid, seega on võimalik täpsem keskendumine – täpselt nagu operatsioonisaalis vajalik intensiivne keskendumine."

Uurimismeeskonnal on veel palju tööd ees, enne kui kirurgide VR-koolitus muutub rutiinseks.

"Keha 3D kujutiste loomiseks peame hankima tohutul hulgal anatoomilisi ja füüsilisi andmeid," ütleb hr Stevenson, "siis tuleb välja töötada tarkvarasüsteemid teatud tüüpi operatsioonide jaoks."

Nende haptiliste VR-süsteemide jaoks on palju muid potentsiaalseid rakendusi sellistes valdkondades nagu projekteerimine, tootmine, kaevandamine, lennundus, kemikaalid ja biotehnoloogia.

Lisateave: [email protected]

Veeb:

Populaarne teema