Artec Space Spider thổi sức sống vào các cuộc phẩu thuật của trường y
Ngày tạo: 25/08/2020 11:06:11 SACông nghệ 3D và VR cũng đang phát triển ngày càng phổ biến trong các ngành công nghiệp trên toàn thế giới và đang trở nên đặc biệt phổ biến trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe do độ chính xác, dễ sử dụng và tính linh hoạt của chúng. Một trong những khách hàng lâu năm của Artec, các giải pháp IMA, đã tham gia vào một dự án rất thú vị có sự kết hợp giữa tính năng quét 3D và phát triển VR mới nhất, đồng thời có vẻ sẽ thay đổi đáng kể cách thức thực hành và giảng dạy y học.
Đại học Y Montpellier
Mọi chuyện bắt đầu với hai bác sĩ phẫu thuật từ phòng thí nghiệm giải phẫu thành phố Đại học Y Montpellier, M.D, Ph.D Guillaume Captier và M.D Mohamed Akkari, những người đang tìm cách giải quyết những khó khăn nhất định trong việc giảng dạy sinh viên y khoa tại trường đại học. Các bài học yêu cầu sử dụng các tử thi thật, và mặc dù đây là một cách hiệu quả để học về giải phẫu người, các vấn đề về tính sẵn có và chi phí của các xác chết thường sẽ phát sinh. Việc mổ xẻ cơ thể người đã khuất khá tốn kém và sinh viên y khoa thiếu kinh nghiệm không phải lúc nào cũng mổ xẻ đúng cách ngay lần thử đầu tiên, thường làm hỏng hoặc thậm chí phá hủy nhiều tử thi cùng một lúc.
Sau khi xem xét cẩn thận các tùy chọn có sẵn, một quyết định đã được đưa ra để thiết kế một ứng dụng mổ xẻ 3D thời gian thực, có độ chính xác cao, cho phép học sinh thực hành các quy trình và đạt được tiêu chuẩn chấp nhận được trước khi mổ xẻ tử thi thật và cũng sẽ cho phép giáo viên điều chỉnh cách dạy hoàn toàn mới và hiệu quả. Ứng dụng đa năng và độc đáo này cũng sẽ có thể chạy ở chế độ kiểm tra để kiểm tra mức độ kiến thức của sinh viên, cho phép họ trau dồi kỹ năng y tế của mình mà không cần phải sử dụng tử thi thật.
Để đảm bảo dữ liệu ứng dụng chân thực và chính xác nhất có thể, tất cả các bước mổ xẻ trên các tử thi thực tế phải được quét 3D và chuyển sang ứng dụng đào tạo. Các chuyên gia tại IMA Solutions đã đảm nhận nhiệm vụ quan trọng này. Sử dụng máy quét 3D Artec Space Spider có độ chính xác cao, họ ghi lại tất cả các giai đoạn mổ xẻ để cung cấp các mô hình ảnh thực 3D để cung cấp cho ứng dụng.
Kết quả 3D của bước mổ cổ bằng Artec Space Spider. Kết xuất hình học
Các bác sĩ phẫu thuật đề xuất các khu vực của cơ thể để mổ xẻ. Một vùng là cổ, nơi cần xem dây thần kinh mặt, giải phẫu mạch máu của cổ, khí quản cũng như một số bộ phận khác. Để đảm bảo rằng dữ liệu của tất cả các khu vực này đều nằm trong ứng dụng đào tạo, phải thực hiện tám bản quét 3D riêng biệt, hoặc các lớp giải phẫu, đi từ da xuống các lớp sâu. Bởi vì màu sắc của tử thi thay đổi theo thời gian, tất cả quá trình quét phải được thực hiện càng nhanh càng tốt và không vượt quá tối đa một ngày, để đảm bảo rằng màu sắc giống nhau trong tất cả các giai đoạn.
Sau khi tất cả dữ liệu đã được máy quét Space Spider 3D thu thập, nó phải được xử lý và phân lớp chính xác trên mô hình 3D sẽ được sử dụng để mổ xẻ ảo. Để đạt được điều này, IMA Solutions đã sử dụng phần mềm Geomagic Freeform 3D thực tế và linh hoạt, phổ biến rộng rãi trong ngành nhờ khả năng tạo mô hình rộng rãi cho các hình dạng hữu cơ. Một người dùng có kinh nghiệm của phần mềm này trong các dự án trước đây, IMA Solutions đánh giá cao cách Freeform cho phép bạn thao tác nhanh các đối tượng 3D trong cảnh 3D, cũng như cảm giác bạn nhận được khi sử dụng thiết bị xúc giác đi kèm.
“Freeform là phần mềm mà chúng tôi đã sử dụng ngay từ đầu vì khả năng thao tác nhanh chóng các đối tượng 3D trong cảnh 3D và có thể sử dụng cảm giác bằng thiết bị xúc giác. Từ phía chúng tôi, chúng tôi sử dụng thiết bị Phamtom Omni Haptic kết hợp với Freeform. Vì phần mềm dựa trên hệ thống đất sét voxel, bạn có thể sử dụng một số toán tử như Booleans rất nhanh hoặc chỉ giữ đối tượng lớn nhất trong cảnh. Ngoài ra, bạn có thể điêu khắc trên các vật thể 3D bằng cảm giác bắt chước điêu khắc trên một mô hình đất sét, thêm chi tiết, sửa đổi hình dạng ... Theo một cách nào đó, tất nhiên, bạn có thể làm được nhiều điều này trong phần mềm 3D khác, nhưng không phải ở tốc độ sử dụng Freeform. ”
Đối với dự án mổ xẻ VR này, các chuyên gia của IMA Solutions đã sử dụng phần mềm Freeform để chỉnh sửa và nâng cao cả hình dạng và kết cấu của các mô hình 3D đã chụp. Những chỉnh sửa này bao gồm loại bỏ các đảo, điêu khắc 3D các hình học nhỏ và tạo kết cấu 3D. Việc nắm bắt các bước khác nhau trong quá trình mổ xẻ tử thi thật có thể khá khó khăn, đặc biệt là khi liên quan đến các vùng mô mỡ và mạch máu. Các mô này trong mờ một phần và hấp thụ và phản xạ ánh sáng. Điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng quét và kết quả cuối cùng. Do đó, đối với những khu vực phức tạp, nơi đôi khi có thể xuất hiện các đồ tạo tác quét 3D nhỏ, Geomagic Freeform là một giải pháp tuyệt vời để hiệu chỉnh hình dạng và kết cấu. Tất cả các tác vụ này có thể dễ dàng được thực hiện bằng cách sử dụng sự kết hợp hiệu quả của phần mềm Freeform và thiết bị xúc giác, cho phép bạn thao tác và điêu khắc các đối tượng 3D như bạn làm trong cuộc sống thực.
Theo Benjamin Moreno, người sáng lập và Giám đốc điều hành giải pháp của IMA, việc kết hợp máy quét 3D Artec với phần mềm Freeform là một giải pháp hoàn hảo vì cả hai đều có cách tiếp cận “thực hành” và có thể được sử dụng trực quan, cho phép người dùng tập trung vào công việc sáng tạo của họ. , thay vì bị phân tâm bởi các vấn đề kỹ thuật hoặc các hoạt động kỹ thuật phức tạp.
“Việc kết hợp máy quét Artec với Freeform có thể là một giải pháp hoàn hảo cho các nghệ sĩ kỹ thuật số vì cả hai đều dễ cầm và sử dụng rất trực quan. Bạn có thể tập trung sự chú ý vào công việc sáng tạo của mình mà không bị nản lòng bởi các vấn đề kỹ thuật hoặc các thao tác kỹ thuật phức tạp ”
Kết quả 3D của bước bóc tách cổ bằng Freeform để điêu khắc kỹ thuật số
Trong quá trình mổ xẻ, Benjamin và nhóm của anh phải tiếp xúc với các mô khác nhau, tất cả đều có kết cấu và đặc tính vật liệu riêng. Bước đầu tiên là kiểm tra tính khả thi trên ba ca phẫu thuật: hai ca phẫu thuật cổ và một ca phẫu thuật vùng chậu. Các chuyên gia quét của Giải pháp IMA muốn xem chất lượng quét mà họ có thể mong đợi và có thể kiểm tra xem có bất kỳ sự cố không lường trước nào xuất hiện hay không. Kết quả ban đầu rất thú vị và nhóm đã có thể xác nhận quy trình quét 3D.
“Chúng tôi rõ ràng đã bị ấn tượng bởi khả năng của máy quét Artec để lấy các hình học và kết cấu rất đẹp trên một số loại giấy khó quét có thể có độ trong mờ hoặc khuếch tán và hấp thụ ánh sáng. Khả năng quản lý độ nhạy của máy quét đã giúp chúng tôi rất nhiều để có được 100% hình dạng và màu sắc, do đó không cần chuẩn bị đặc biệt cho tử thi! ”
Benjamin Moreno, người sáng lập và Giám đốc điều hành giải pháp của IMA
Để quét 3D và xử lý dữ liệu, phiên bản mới nhất của phần mềm Artec Studio đã được sử dụng, trong đó bộ lọc vật thể nhỏ được áp dụng để loại bỏ bất kỳ hòn đảo nổi nào, cũng như công cụ đơn giản hóa lưới để tạo mô hình 3D đa giác thấp cho 3D thời gian thực động cơ.
Kết quả 3D của bước mổ xẻ cổ vào Artec Studio 12
Việc chạy thử nghiệm phiên bản cuối cùng của ứng dụng được lên kế hoạch vào quý 4 năm 2018, tại Đại học Y Montpellier. Trong khi đó, IMA Solutions tiếp tục làm việc với dự án thử nghiệm, thu thập đủ dữ liệu để tạo ít nhất năm bộ dữ liệu về các khu vực giải phẫu đã chọn nhằm xác nhận quy trình làm việc hoàn chỉnh, cũng như cải thiện thiết kế giao diện người dùng và thêm các công cụ cần thiết cho cả sinh viên y khoa và bác sĩ phẫu thuật để tận dụng tốt nhất ứng dụng tương tác này.
Trình diễn phiên bản đầu tiên của ứng dụng tại Đại học Y Montpellier của Giáo sư Guillaume Captier, Trưởng Phòng thí nghiệm Giải phẫu của Đại học
Các bộ dữ liệu này sẽ chạy trên công nghệ Inside Explorer của công ty công nghệ cao Thụy Điển Interspectral. Công nghệ đáng chú ý này cung cấp trải nghiệm học tập 3D trực quan và tương tác, vì nó có khả năng hiển thị các chuyển đổi thời gian thực đa phương thức ở dạng 3D, nơi có thể kết hợp quét CT, MRI và 3D trong một cảnh 3D.
Sự kết hợp của các công nghệ 3D và VR mới nhất đang giúp các cơ hội đào tạo về chăm sóc sức khỏe có thể có một bước tiến nhảy vọt. Việc tích hợp thành công ứng dụng đào tạo tương tác trong các quy trình giáo dục chăm sóc sức khỏe sẽ mang lại lợi ích to lớn cho sinh viên, giáo sư và bác sĩ. Các chuyên gia y tế trẻ và sắp tới sẽ có khả năng thực hành trên tử thi ảo, không bị giới hạn bởi các yếu tố như tính sẵn có và chi phí của chúng, trong khi các giảng viên, bác sĩ và nhân viên y tế giàu kinh nghiệm khác sẽ được tiếp cận với một phương pháp mới mang tính cách mạng để giảng dạy y học. Những phát minh như thế này dường như là không thể chỉ vài năm trước đây, nhưng với việc áp dụng các công nghệ mới, tiên tiến, đây mới chỉ là bước khởi đầu.
Nguồn: Artec3D
Tags: artec eva artec scanner artec 3d scanner artec spider artec eva 3d scanner artec 3d scanner price artec eva price artec eva scanner artec spider scanner artec eva 3d artec eva 3d scanner price artec 3d spider artec spider 3d scanner price máy quét artec máy quét 3d cầm tay máy quét 3D máy scan mini artec máy scan artec máy scan cầm tay
.jpg)
.jpg)