Методи інтраопераційної візуалізації
Використання стереоскопічних зображень
При виконанні ендоскопічних маніпуляцій хірург контролює свої дії, бачачи на моніторі «плоске» зображення, що ускладнює його оцінку просторових взаємин об`єктів в зоні оперативного втручання, особливо при прецизійних маніпуляціях, які виконуються хірургами, які мають відносно невеликий досвід.
Застосування апаратури для створення стереоскопічних зображень зберігає можливість використання притаманного людині бінокулярного зору, що забезпечує точність рухів в тривимірному просторі. Відомі три методи, використання яких дозволяє використовувати звичайні монітори в якості джерел високоякісного стерео зображення.
Цветофільтров метод дозволяє отримати стерео зображення за допомогою двоколірних (зазвичай червоно-синіх) очок. Це найпростіший і дешевий метод отримання стерео зображень, що не вимагає спеціального електронного обладнання. Однак при його застосуванні, по-перше, повністю або частково втрачається передача кольору отриманих тривимірних зображень, по-друге, перегляд зображень через окуляри з надмірним колірним відхиленням створює велике навантаження на зір оператора.
Метод паралакса полягає в тому, що перед лівим оком поміщають повністю прозорий фільтр, а перед правим мало прозорий. Тривимірні зображення виходять тільки при перегляді рухомих об`єктів. Цей метод використовує різний час розпізнавання об`єктів через фільтри з різними оптичними характеристиками. Цей метод ефективний для швидко рухомих об`єктів і не ефективний для статичних зображень, в зв`язку з чим його застосування в ендовідеохірургія на сьогодні видається безперспективним.
Метод рідкокристалічного затвора (LCD Shutter) - найбільш сучасний метод відтворення стерео зображень. Він полягає в тому, що перед очима спостерігача поміщають дві рідкокристалічні осередки, які, послідовно чергуючись, перекривають очі спостерігача. У той момент, коли на моніторі з`являється зображення для лівого ока, праве око закривається, а коли з`являється зображення для правого ока - закривається лівий. Таким чином, виробляють сортування видаються монітором зображень. Цей метод вимагає спеціального електронного обладнання, але дозволяє зберегти колір зображень. До недоліків такого способу візуалізації відносяться зниження ефективної частоти кадрів для кожного ока, більш ніж в два рази, а також зменшити яскравість, так як половину часу кожне око «не бачить».
Крім цього існують спеціальні монітори, що дозволяють відображати стереоскопічні зображення, які користувач може сприймати без додаткових пристосувань. Перший в світі монітор з тривимірним зображенням - 3D Hyper Monitor - був розроблений і випущений на ринок в 1999 р корпорацією Samsung Electronics. Екран такого монітора складається з двох рідкокристалічних панелей, кожна з яких відображає половину світлового потоку, створюючи різні зображення для правого і лівого ока. У прес-релізі, присвяченому випуску монітора, представники Samsung Electronics вказують, що першою областю застосування нового пристрою, окрім комп`ютерних ігор стане розробка «тривимірних систем для ендоскопічної хірургії».
Відео: Як правильно візуалізувати? | Чому візуалізація не працює
Застосування Наголовна моніторів в хірургії
Максимальна зручність при виконанні операцій під відеоконтролем досягається при досягненні нормальної осі «рука - очей», тобто використанні таких геометричних співвідношень, при яких робочий простір (операційне поле) знаходиться між хірургом і відеомонітором, причому вісь оптичної трубки повинна бути паралельна оптичної осі зору хірурга. Таке співвідношення дозволяє хірургу працювати в «зорової арені», яка наближається до звичайних глядачів геометричним співвідношенням. Однак проведення складних процедур вимагає зміщення оптичної осі вході їх виконання. Таке порушення осі «рука - очей» негативно позначається на ефективності маніпуляцій і безпеки операції в цілому. Більш того, будь-яке незаплановане зміна ходу операції часто змушує персонал переміщати монітор з одного місця операційної в інше, для відновлення нормальних геометричних взаємин.
Відео: Візуалізація бажань: 100% технологія виконання бажань
Для подолання цих труднощів при проведенні складних процедур, при яких доводиться працювати в різних областях черевної порожнини і грудної клітини, можливо використання індивідуального відеодисплея, фіксованої до голови оператора (HMD - Head Mounted Display). Це дозволяє уникнути порушення геометричної осі «рука - очей» при переміщеннях оптичної трубки і інструментарію від однієї зони оперування до іншої. У Наголовна моніторі хірург може повернути голову в бік напрямку лапароскопа, що в ряді випадків дозволяє уникнути ефекту «дзеркального відображення» і значно полегшує маніпуляції. При цьому не виникає необхідності працювати в парадоксальному напрямку, так як хірург завжди має можливість повернути голову в потрібному напрямку. Можливість цього значно підвищує ефективність маніпуляцій і їх різноманітність. При застосуванні індивідуальних відеодисплеїв не потрібно зменшення загальної освітленості в операційній, що полегшує роботу операційної сестри і всього персоналу. Під час операції можуть використовуватися один, два і більше (для всієї хірургічної бригади) моніторів.
Конструктивне рішення HMD, яке має бінокулярний дизайн, не тільки дає хірургу відчуття об`єму і покращує глибинне сприйняття, але зберігає периферичний зір, дає можливість бачити операційне поле і все, що відбувається в операційній. Це дуже важливо, наприклад, при накладенні трансректального анастомозу товстої кишки після резекції сигмовидної кишки. Хірург з HMD, перебуваючи під стерильними простирадлами між ніг хворого, просуває циркулярний апарат, який зшиває через пряму кишку, одночасно спостерігаючи процес введення за допомогою периферичного зору і те, що відбувається в черевній порожнині за допомогою HMD.
В даний час якість зображення, що досягається в економічно доступних пристроях, дозволяє працювати в них без перерви не більше 15-20 хв. Крім того, дозвіл оптичних елементів доступних шоломів істотно нижче дозволу операційних відеомоніторів. До використання при ендохірургіческіх операціях можна рекомендувати тільки моделі шоломів з роздільною здатністю більше 800 х 600 пікселів.
Цікаві перспективи мають шоломи, в яких використовуються стереоскопічні технології, при цьому, кожне око отримує своє зображення від бинокулярной оптичної трубки або стереокамери.
