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裸眼3D腹腔鏡——醫生手術擺脫戴鏡煩擾不是夢
我們經常能在商業街或是購物中心看到美輪美奐的裸眼3D廣告宣傳片。裸眼3D技術能夠直接在顯示屏上創建3D效果,使觀眾不需要佩戴特殊眼鏡就能直接觀看。那么,為什么臨床醫生在使用3D腹腔鏡時卻一般都佩戴3D眼鏡呢?
要搞清楚這一點,先要了解3D腹腔鏡的成像原理。
3D腹腔鏡和普通腹腔鏡一樣,由鏡體、攝像頭、主機影像處理系統、顯示器和光源構成。
3D腹腔鏡的鏡體通常有兩個鏡頭。攝像頭由兩個獨立的攝像模組構成,能夠同時捕捉兩個略有差異的圖像,模擬人眼立體視覺,并采用雙通道技術,分別傳輸左右眼圖像信號。3D主機影像處理系統能將來自兩個攝像頭的圖像信號進行處理和融合,確保兩幅圖像在時間上和空間上的一致性,并通過圖像增強和校正技術將兩幅圖像融合生成一幅立體3D圖像。3D顯示器能夠將處理后的3D圖像以立體的形式顯示出來。最后,3D眼鏡會使用偏振濾鏡將左右圖像分離,使用者通過佩戴3D眼鏡就可以看到立體圖像。
那么,我們為什么不能擺脫3D眼鏡的束縛,實現裸眼3D腹腔鏡呢?這與裸眼3D采用的技術有關。
裸眼3D一般采用三種技術——視差屏幕、柱狀透鏡和指向光源。
視差屏幕是一種特殊的透明屏幕,屏幕前有一系列微小的條紋或光柵,能夠使顯示器發出的光線以不同角度進入左右眼,從而產生深度感。柱狀透鏡技術是在顯示屏表面覆蓋一層柱狀透鏡,可以將不同角度的圖像傳送到左右眼,從而形成3D效果。而指向光源類似于快門式3D眼鏡,通過將液晶面板不同時刻顯示不同內容輸出給雙眼來實現裸眼3D效果。
這三種技術應用在醫療手術中都有明顯的短板。視差屏障與柱狀透鏡裸眼3D的實際分辨率只有液晶面板物理分辨率的一半。指向光源雖然不會犧牲液晶面板的分辨率,但會犧牲刷新率。另外,現有的技術還無法保證反射到左右眼的圖像串擾率足夠低。2020年的一項初步研究探索了裸眼3D腹腔鏡在胃腸惡性腫瘤根治術中的應用。結果顯示,與3D眼鏡組相比,裸眼3D組在療效上無顯著差異。這表明裸眼3D腹腔鏡在不同手術中的臨床價值仍需進一步研究和評估。盡管如此,研究人員還是鍥而不舍地與臨床工作者一道,針對應用短板,利用人工智能等技術,攻堅克難,探索擴充臨床應用場景。
令(ling)人欣(xin)喜的(de)是(shi),目前裸眼3D腹(fu)腔鏡(jing)技(ji)(ji)術(shu)在醫學(xue)培(pei)訓教學(xue)中大展拳腳(jiao)。隨著AI人工智能和AR虛擬現實技(ji)(ji)術(shu)的(de)快(kuai)速發(fa)展,將(jiang)多重信息整合進(jin)手術(shu)方案和手術(shu)操作中,學(xue)員可以很(hen)方便地(di)觀察和理解手術(shu)解剖層次,學(xue)習術(shu)者的(de)操作技(ji)(ji)巧。
延伸閱讀 3D技術在手術領域的應用
3D腹腔鏡在外科手術中的應用始于2008年前后。德國圖賓根大學醫院的外科團隊在2008年首次使用3D腹腔鏡成功進行了復雜的肝臟手術。3D技術的應用提供了更好的深度感知和立體視覺,為微創手術領域帶來了顯著的進步。我國第一例3D腹腔鏡手術是2012年12月由北京協和醫院實施的腎盂旁囊腫切除術。隨著技術的發展,現在4K熒光技術已經和3D技術相融合,國內外多個廠家都推出了4K3D熒光腹腔鏡,使得外科手術更加精準和安全。
除了3D腹腔鏡,3D技術也在達芬奇手術機器人中發揮了重要的作用。
達芬奇手術機器人是一個由計算機控制的機械系統,可以輔助外科醫生進行復雜手術。它包括主控臺、操作手臂、內窺鏡等部分。
主控臺 外科醫生在主控臺通過操作手柄和腳踏板控制機器人手臂。主控臺提供高清3D影像,使醫生能清晰看到手術部位。
操作手臂 多條機械手臂分別安裝不同的手術器械連接到手術臺。這些手臂由主控臺的操作指令控制,進行精細的手術操作。
內窺鏡 3D高清內窺鏡提供手術區域的實時影像,醫生可以通過屏幕監控和指導手術過程。
過濾和轉化 系統將醫生的手部動作轉化為精確的微小運動,同時過濾掉抖動,提高手術的精確度和穩定性。
目前(qian),國內多家公司均有多臂(bei)、單孔和組合型手(shou)術機(ji)器人產品上市或即(ji)將上市,打破了進口壟(long)斷,價格也更加(jia)親民,預(yu)計(ji)未來將有更多患者從中(zhong)受益(yi)。
本(ben)文由廣(guang)州佳譽醫(yi)療器(qi)械(xie)有限(xian)公(gong)司(si)/佛山浩揚醫(yi)療器(qi)械(xie)有限(xian)公(gong)司(si)聯(lian)合(he)編輯