3D走入医疗

2013-04-12  InfoAV China  芦伟  
简述:3D电影、3D电视想必大家已经十分熟悉了,但3D手术您听说过吗?前不久,中山大学孙逸仙纪念医院召开新闻发布会,宣布利用3D技术完成了3D高清腹腔镜下的膀胱癌根治—...……

  3D电影、3D电视想必大家已经十分熟悉了,但3D手术您听说过吗?

  前不久,中山大学孙逸仙纪念医院召开新闻发布会,宣布利用3D技术完成了3D高清腹腔镜下的膀胱癌根治——原位回肠新膀胱术、输尿管膀胱再植术、前列腺癌根治手术、肾部分切除术等一系列高难度泌尿外科手术。院方表示这种3D新手术方式定位精准层次分明,最大限度地减少了对血管、神经的损伤,术后患者恢复良好。
3D也能手术,这听起来确实十分神奇,那么到底是如何实现的呢?相比于传统开腹腔手术,它只需要在患者的腹部开一个比较小的口子,然后将3D摄像镜头送入腹腔,拍摄的3D画面就会清晰地呈现在带着3D眼镜的主刀医生面前,医生通过观看立体画面准确定位,并用微型手术刀在腹腔内部切除坏死的细胞。而在过去,医生需要一边看屏幕上的二维图像,想象出它们的三维图像,同时进行手术。现在医生可以直观地看到立体图像,这无疑能让他们在手术时精力更加集中,手术效率更高,对病人的创伤也比较小。3D腹腔镜外科手术技术首先是由韩国国立癌症中心研发出来的,目前已有较多应用。在中国,北京协和医院、上海交通大学附属瑞金医院也都分别做了这方面的尝试。

3D火爆带动医疗

  相比3D影视的火爆,3D在专业医疗领域还属于起步阶段。这主要是因为医疗行业对设备要求极为严格,需精细、准确、稳定、可靠,一个新型医疗设备需要长时间严谨的测评考量才能投放市场。由于3D医疗技术发展时间并不长,因此相关设备进入市场会较晚、种类也少,并且当前医疗设备均依托的是成熟的2D技术建设,如进行3D升级改造可不仅仅是更新几个设备那么简单,而是需要引入新的系统和理念,医生等相关人员也需要一个熟悉的过程。不过起步晚,并不意味着发展慢。3D使医生可以获得从传统平面显示无法捕捉到的信息数据,能够360o全方位立体读取影像信息,为临床诊断提供了更丰富、精准的影像资料,大幅度降低了对病灶的漏诊、提高了诊疗质量。因此目前许多医疗机构都对此产生了极大兴趣和需求,越来越多的3D应用出现,3D医疗设备及方案也在厂商纷纷看好此市场的情况下层出不穷。

  除了3D腹腔镜,3D在X射线和CT上也在产生影响。X光检测利用3D医学成像技术,将两台照相机放在左右两个不同的角度同时拍照后结合为3D图像,这使得医生可以观察到人类身体内部由疾病引发的脏器的变化,而过去要想如此观察,必须通过昂贵的CT检测才能够实现。眼底成像和内窥手术也是3D技术的应用市场,2012年苏州维视通研发的眼底成像技术可以在传统眼科检查仪器裂隙灯上嵌入传感器和镜头,不但能将检查结果传输进电脑储存,还能生成3D影像。在内窥镜领域,3D应用正在快速展开,使用3D技术的内窥镜带着两个摄像头,相当于人的左右眼,医生戴着3D眼镜就能够更精确地进行切、抓、缝合等操作。

  一直以来3D在虚拟现实方面应用是比较多的,以往主要针对飞行仿真、作战训练、高端制造、教育科研等行业,近年来在医疗方面应用逐渐增多。通常外科医生和医学院学生在真正动手术之前,需进行大量精细的训练,而教学尸体数量往往十分有限,仿制模型也不够直观。而通过3D虚拟现实系统就可以解决这一问题,手术操作者感觉就像在做真实的人体手术一样,它可以重复训练,不会造成任何伤害,且系统还可以给出评价,帮助医生进步。临床诊断方面,通过3D虚拟现实技术开发的虚拟内窥镜的软件,可以使医生清晰诊视病人体内情况,对于临床诊断具有重要意义。由于3D虚拟现实影像大多是由投影机拼接融合投射出来的,因此给投影机和处理器厂商带来很多机会,不过3D虚拟现实对投影机及融合技术要求比较高,具有一定技术门槛,巴可、科视、3D-Perception、projectiondesign在此具有先发优势。

  3D作为索尼的主要战略,近年来进行了全维度拓展,目前已至医疗行业。2012年9月索尼开始销售可安装在手术显微镜上拍摄3D影像的高清摄像机“MCC-3000MT”,这是业内首款可安装在普通手术显微镜上的通用型3D摄像机。加上已经具有的3D医用液晶显示器、3D医用录像机、图像多路复用器等,索尼已经能够提供涉及拍摄、显示、记录、发送的整套3D手术影像整体解决方案。2013年索尼还计划将3D技术扩展到3D化需求较高的内窥镜手术领域。松下在此方面也毫不放松,2011年11月32英寸内窥镜手术用3D液晶显示器正式上市,2012年11月又在德国杜塞尔多夫举行的“MEDICA 2012”上首次展示了支持3D影像的医疗用录像机,预定2013年春季正式上市。巴可公司起步更早,在2008年就推出了3D医疗可视化解决方案,该方案基于高性能服务器架构、高性能图形处理单元与影像传输技术,可以保证在低带宽条件下,满足医生任何时间地点即时存取3D医疗影像的需求。上海金桥作为系统集成商,也一直关注3D在医疗行业的应用,目前已经推出了包含一体化手术室、示教室、医院行政会议室、医疗学术报告厅等在内的综合3D医疗可视化解决方案,并可兼容现有各种模拟/数字的2D视频信号,完成了多元化、立体化的综合传输及及对后台设备的全集中化管理。

 

裸眼3D试水

  技术在不断提升,现在已有厂商研发出高清裸眼3D并尝试应用于医疗。

  2012年2月15日,日本一研究机构将裸眼3D手术影像通过超高速互联网卫星从美国向日本进行IP实验传输取得成功,首次把以往只有主刀医生才能看见的3D影像传输到手术现场之外。此实验应用了最新研发了大幅减轻裸眼3D影像图像紊乱问题的图像处理技术,与传输技术相结合实现了裸眼3D实时传输。裸眼3D对于医疗尤其是培训学习方面具有十分重要的意义。传统3D培训,人手一副眼镜,不仅观看麻烦,每次的发送收回都是很繁琐的一件事,裸眼3D直接观看就可以清楚地学习了解人体内部各个器官的结构,方便快捷。

  当前裸眼3D技术正在逐渐完善中,因此市场上的医用产品并不多,仅有德国爱克曼公司的裸眼3D内窥镜,日本东芝、中国天禄TYLOO、迈特菲医用裸眼3D监视器等少数产品。虽然大多数厂商还未推出产品,但都在密切关注中,其中不少也在积极进行着技术开发研究。以如今技术发展水平来看,1-2年后必有丰富产品出现。


3D医疗时代

  3D让我们生活得更加立体鲜活,3D让医疗更加准确高效。随着技术的完善,设备的丰富,3D在医疗领域定有着广阔的发展前景,专家学者们对此予以了充分肯定。C3D-3D数字医疗专委会主任邱学军教授表示,今后3D必将深入到医学成像显示与观察诊断、数字化导航手术、数字化微创介入手术、医学教育培训、数字化手术室、远程医疗等各个方面,它给现代医疗带来的变化是直接和显著的,3D医疗时代即将来临。


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