• Friday July 19,2019

Simulasi 3-D yang Membawa Amalan Bedah Anda ... pada Anda

Anonim

Pandangan endoskopik dalam rongga hidung (atas) dan sinus (bawah) dilihat di sini dalam versi maya yang dihasilkan secara sebenar dan komputer.

Imej: Makmal Robotics Universiti Stanford; Steve Karp

Anda tidak akan terbang ke pesawat jet komersial melainkan anda yakin bahawa juruterbang telah mencatat masa yang serius dalam simulator penerbangan, bersedia untuk setiap kemungkinan. Suatu hari nanti ia mungkin tidak dapat dibayangkan untuk menjalani pembedahan halus tanpa jaminan bahawa doktor anda telah mengambil beberapa amalan berjalan pada simulasi interaktif tiga dimensi anatomi anda sendiri. Penyelidik di Universiti Stanford mempercepatkan hari itu dengan membangunkan teknologi latihan yang membolehkan doktor menjalani prosedur pembedahan sebelum pesakit sampai ke bilik operasi.

Projek demonstrasi yang dipanggil Persatuan Bedah Bedah Maya Rhinologis (VSE) Stanford, menggunakan maklum balas mekanik antara muka haptik yang menyerupai rasa sentuhan yang dikembangkan oleh SensAble Technologies of Woburn, Massachusetts. Sistem VSE menggabungkan antara muka dengan satu set imbasan CT terperinci, yang diambil sebelum operasi, untuk mencipta "double body" digital pesakit. Menggunakan imbasan pesakit sendiri dalam simulasi ini boleh membantu doktor melakukan pembedahan berhampiran bahagian kritikal seperti saraf optik dan arteri karotid, di mana kerosakan boleh menyebabkan pembuangan kekal atau kematian. Dalam operasi sedemikian, mengetahui kebiasaan yang tepat tentang anatomi individu adalah penting bagi hasil yang berjaya.

Kenneth Salisbury, seorang profesor di jabatan sains komputer dan pembedahan Stanford, mengatakan bahawa maklum balas sentuhan yang digabungkan dengan maklumat peribadi memberikan sistem VSE kelebihan besar terhadap simulasi latihan perubatan semasa yang menggunakan pembedahan maya. "Sistem yang sedia ada membolehkan anda memindahkan instrumen pengganti di sekitar, menonton bagaimana mereka melihat pada skrin, dan belajar untuk membuat pergerakan ke arah yang betul, " katanya sambil menambah, "Ia mula menjadi lebih menarik apabila anda menambah perasaan dan reaksi daripada tisu. "

Pasukan Stanford telah membangunkan antara muka haptik yang dipertingkatkan yang boleh mewujudkan semula semua cabaran fizikal yang akan dihadapi oleh ahli bedah dalam prosedur. Dari sudut pandangan klinikal, walaupun, mannequins latihan plastik mungkin akan sentiasa bermanfaat. "Ia sama dengan pesawat, " kata Salisbury. "Anda mahu kapal terbang simulasi yang kelihatan dan dirasakan seperti yang anda akan terbang." Ujian klinikal sistem VSE dijangka berlaku dalam tempoh beberapa tahun akan datang.


BAGAIMANA IA BERFUNGSI

Menyediakan stesen kerja pakar bedah untuk menjalani pembedahan sinus dengan bantuan teknologi latihan haptik.

Imej: Joshua Scott

Peranti haptic-feedback (A) beroperasi dengan cara yang serupa dengan kad grafik dalam monitor komputer anda, tetapi bukannya membuat imej, ia menjadikan perasaan objek fizikal-dalam kes ini tulang, tulang rawan, atau tumor. "Daripada mengawal piksel merah, hijau dan biru yang dapat dilihat oleh mata, peranti ini mengawal daya tiga dimensi yang dirasakan oleh tangan, " kata Daniel Chen, ketua pegawai teknologi di SensAble Technologies.

Untuk mencipta model pesakit 'sinus, pelbagai imbasan dua dimensi diambil dari rongga sinus mereka untuk membuat paparan 3-D komposit (B) yang boleh dilihat pada PC standard. Dari data yang sama, jisim fizikal, geseran, dan sifat pematuhan diberikan kepada bahagian anatomi dalam sinus. Sinus maya kemudiannya dilibatkan oleh peranti haptics, satu siri lengan bersenjata yang mengandungi motor ringan yang disambungkan dengan stylus endoscope-tip (C). Peranti ini mengandungi encoder optik yang menghubungkan pergerakan stylus dengan imej pada skrin.

Apabila pengekodan merasakan bahawa anda telah "menabrak" menjadi sesuatu, mereka memberi isyarat peranti itu untuk melibatkan motornya supaya mereka bertindak balas dengan daya yang sesuai. Apabila seorang pakar bedah menggosok dinding hidung maya, dia akan merasakan rintangan lembut; jika pakar bedah menekan lebih keras, rintangan akan meningkat untuk meniru rasa tulang rawan atau tulang yang mendasari.


Artikel Yang Menarik

Peta dan mengukur satu juta kawah Bulan!

Peta dan mengukur satu juta kawah Bulan!

Saya memberi ceramah tentang kesan asteroid agak kerap, dan kadang-kadang orang bertanya kepada saya mengapa kita perlu bimbang tentang mereka. Saya menjawab, "Pergi ke luar dan lihatlah Bulan, maka beritahu saya kita tidak perlu bimbang tentang kesan asteroid!" Bulan diliputi oleh kawah, dan ia membawa pulang - secara literal - fakta yang kita perlukan untuk memahami impak yang lebih baik

Sebagai Trump Mencari Pemangkasan Pendanaan Iklim, Komuniti Perisikan Menonjolkan Risiko

Sebagai Trump Mencari Pemangkasan Pendanaan Iklim, Komuniti Perisikan Menonjolkan Risiko

Penyelidikan baru menunjukkan bahawa sebahagian besar dunia menuju peristiwa rekod cuaca yang melampau. Pada masa yang sama, komuniti perisikan AS telah melanggar dengan Presiden Trump mengenai ancaman yang ditimbulkan oleh perubahan iklim dan cabaran alam sekitar yang lain. Sementara itu, presiden mencadangkan untuk memendekkan sains iklim dan penyelidikan tenaga boleh diperbaharui sambil meningkatkan pelaburan dalam minyak, gas dan arang batu - bahan api yang memacu pemanasan global

A Methane Belch Monstrous Sekali Memanas Bumi

A Methane Belch Monstrous Sekali Memanas Bumi

Bumi adalah tempat yang tidak berpenghuni 635 juta tahun yang lalu, dengan lembaran ais yang meluas ke khatulistiwa. Para saintis telah lama tertanya-tanya bagaimana planet ini pulih dari era yang berais, yang dikenali sebagai "Bumi Bola salji." Sekarang kajian baru menunjukkan bahawa aliran gas metana yang melarikan diri dari ais membawa planet itu ke titik tipu iklim dan mengubahnya menjadi dunia tropika yang subur, dalam apa yang penyelidik memanggil salah satu peristiwa perubahan iklim paling teruk yang dicatatkan dalam sejarah bumi

Blown Away

Blown Away

Ketika Haze kuning telah sampai di selatan Utah, Marith Reheis telah berkhemah di Taman Negara Canyonlands dan mengetuk habuk padang pasir setempat untuk Kajian Geologi AS. "Cuaca telah sempurna-bukan awan di langit, " dia teringat. "Tetapi pada keesokan harinya, kami melihat tamparan langit yang kelihatannya pelik

Menekan Soalan untuk Ahli Kimia dan Cookie Guru James Tour

Menekan Soalan untuk Ahli Kimia dan Cookie Guru James Tour

ilustrasi oleh Zina Saunders Pada musim panas ini, anda dan rakan-rakan anda di Rice University membuat percikan ketika anda menerbitkan sebuah kisah mengenai mengubah kuki Girl Scout ke grafene, bahan berteknologi tinggi yang memegang janji untuk paparan fleksibel dan litar berkecepatan tinggi. Mengapa percubaan luar biasa ini

Tonton Snowpack West's Pengecut secara dramatik di hadapan mata anda dalam animasi imej satelit yang menarik

Tonton Snowpack West's Pengecut secara dramatik di hadapan mata anda dalam animasi imej satelit yang menarik

Pada 18 Mac, saya menyiarkan cerita mengenai kisah kemarau yang lain yang perlu anda perhatikan - bukannya di California, yang telah meraih sebahagian besar tajuk utama tetapi yang telah menimpa Colorado River Basin. Sejak itu, saya telah memerhatikan bagaimana proses snowpack kami telah dilakukan. Dan sekarang, pada akhir bulan, saya menyesal melaporkan bahawa ia tidak berfungsi dengan baik