Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Wirtualne trójwymiarowe narządy będą wykorzystywane w szkoleniu chirurgów

Innowacyjna platforma oprogramowania umożliwia chirurgom szlifowanie swoich umiejętności na modelach komputerowych, w efekcie ograniczając błędy podczas operacji i poprawiając diagnostykę chorób.

Zdrowie

Miliony ludzi cierpiących na poważne choroby serca lub innych narządów potrzebuje wczesnej diagnozy i niezwłocznej opieki medycznej. Lekarze i chirurdzy muszą zatem być w stanie szybko postawić diagnozę, a bardzo często także natychmiast przeprowadzić operację. Chcąc poprawić swoje umiejętności, chirurdzy muszą przechodzić szkolenia na ciałach dawców, których dostępność jest ograniczona. „W medycynie powszechnie wykorzystuje się różnego rodzaju skany, takie jak zdjęcia rentgenowskie, tomografia komputerowa, obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego i ultrasonografia, które dostarczają bardzo przydatnych informacji na temat narządów wewnętrznych, ale nie gwarantują wysokiej szczegółowości i rozdzielczości”, wyjaśnia Riccardo Roggeri (strona w języku włoskim), dyrektor i główny kierownik ds. badań naukowych w firmie MTM. W ramach finansowanego przez UE projektu ROG opracowano rewolucyjną platformę, która umożliwia stworzenie wirtualnych trójwymiarowych modeli narządów. System opiera się na najnowocześniejszych technologiach, takich jak sztuczna inteligencja, wirtualna rzeczywistość i rzeczywistość rozszerzona. „Projekt przyczyni się do znacznego ograniczenia błędów chirurgicznych wynikających z niepoprawnej oceny obrazów diagnostycznych. O 20 % skróci się także średni czas trwania operacji pacjentów z chorobą układu krążenia”, mówi Roggeri, koordynator projektu ROG.

Inteligentne algorytmy sercem oprogramowania

Platforma została opracowana w oparciu o zestaw algorytmów pozwalających na przekształcanie dwuwymiarowych obrazów w trójwymiarowe kształty. Zespół przeprowadził testy systemu z wykorzystaniem obrazów serca, uzyskując hiperrealistyczne modele o rozdzielczości ponad 10 razy większej niż w przypadku obecnie stosowanych metod obrazowania. Innowacyjne oprogramowanie pobiera obrazy narządów i tkanek z urządzeń obrazowania medycznego i pozwala użytkownikom analizować wygenerowane modele 3D na różnych poziomach anatomicznych i w różnych obszarach. Program ponadto sam rozpoznaje nieprawidłowości, wskazując mutacje i odchylenia od normy w morfologii. „Rozwiązanie ROG analizuje gęstość punktów naniesionych na obrazy 3D i porównuje ją z bazą danych dotyczących tkanek i struktur organicznych, ułatwiając rozpoznanie niektórych problemów dotyczących układu krwionośnego, takich jak kalcyfikacja i okluzja”, dodaje Roggeri. Platforma umożliwia budowanie bogatej biblioteki dwuwymiarowych obrazów i trójwymiarowych modeli, tworząc bazę danych, która może zostać wykorzystana w szkoleniach młodych i doświadczonych chirurgów. Pacjenci z kolei będą mogli zobaczyć realistyczne modele swojego serca i układu krwionośnego, co pomoże im w lepszym zrozumieniu swojej choroby. „Pozwoli to na większe zaangażowanie pacjentów w proces decyzyjny i zwiększy ich świadomość na temat swojego stanu zdrowia”, zauważa Roggeri.

Modelowanie dziś i w przyszłości

„Obecne trójwymiarowe modele narządów zostały stworzone z myślą o wykorzystaniu w fazie planowania operacji lub w szkoleniach młodych chirurgów”, mówi Roggeri. W niedalekiej przyszłości, w ramach drugiej fazy prac, zespół planuje dalsze ulepszenie systemu i wzbogacenie go o sztuczną inteligencję oraz technologię blockchain. „Będziemy mogli tworzyć trójwymiarowe obrazy narządów, które zastąpią chore narządy u pacjentów”, wyjaśnia Roggeri. Jednak aby stało się to możliwe, zespół ROG potrzebować będzie dużej liczby obrazów, które poprawią dokładność systemu pod względem statystycznym i medycznym. „Dlatego też zachęcamy lekarzy i chirurgów z całej Europy do współpracy z ich szpitalami w ramach procesu testowania i rozwoju programu platformy”, podsumowuje Roggeri.

Słowa kluczowe

ROG, serce, chirurdzy, model, 3D, 2D, obraz, sztuczna inteligencja, rozszerzona, wirtualna, rzeczywistość

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania