Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 501
Скачиваний: 10
| | | |
| Подготовил | Станислав Геннадьевич Никифоров, Код:15.02.10, специальность: Мехатроника и мобильная робототехника |
| Проверил | Преподаватель физики Т. Н. Лопатюк |
| | | | |
| | Введение | 3 | |
| 1 | Название основной части | | |
| 1.1 | Глава 1 «Компьютерные технологии в хирургии» | 5 | |
| 1.2 | Глава 2 «Хирургические роботы» | 10 | |
| 1.3 | Глава 3 | 13 | |
| 1.4 | Пример технологии | 16 | |
| | Заключение | 18 | |
| | Список источников информации | 19 | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
ВведениеВсе сферы деятельности человека начинали свое существование уже с далёкого прошлого. Хирургия начала своё существование в Индии в IV — V веке до н.э. В то время проводили такие вмешательства как пластические операции носа, удаление инородных тел, разрабатывались методы остановки кровотечения. Развитие наук как и человечества не останавливается.Многие сферы деятельности человечества связаны друг с другом, одна сфера помогает другой. Так связаны и физика с медициной. С развитием физики хирургия вышла на новый уровень. Были открыты новые способы лечения, выявления, предотвращения травм и болезней. Например открытие рентгеновских лучей.Цели реферата:
-
Узнать, как внедряются новые технологии в хирургию. -
Роль и результаты данных технологий.
-
Узнать, какие проблемы возникают при внедрении этих технологий. -
Узнать, для чего нужны данные технологии.
-
Проведение опытов и исследований как теоретических так и практических.
-
Минимизация оперативного доступа -
Щадящие способы диссекции тканей -
Надёжные способы соединения тканей -
Органосохранение и радикализация (в онкологии) -
Визуализация, топическая диагностика -
Совершенствование трансплантологии -
Война с инфекцией -
Создание биосовместимых и биостабильных материалов
связывает эти две довольно сложные вещи, медицину и технологии? Что благодаря этому объедению ждёт нас в скором и далёком будущем?
Глава 1. «Компьютерные технологии в хирургии»
VR(virtual real) технологии.
Начиная с 2016 года такие компании, как Osso VR, ImmersiveTouch, OramaVR и Fundamental VR разрабатывают системы, позволяющие использовать VR как для обучения, так и для визуализации.
VR может поднять преподавание и обучение в медицине на совершенно новый уровень, заменив студентам подглядывание через плечо хирурга во время операции. Используя VR, хирурги могут транслировать операции, позволяя студентам-медикам виртуально находиться в операционной, используя специальные очки. Помощь таких технологий в отработке процедур или действий по спасению жизни неоценима.
И хотя за последние годы это еще не стало нормой в медицинском обучении или образовании, ведущие университеты и институты начинают использовать эту технологию.
Например, в Израиле разработана специализированная система для хирургов на базе технологии виртуальной реальности Surgical Theater, созданная при участии бывших офицеров военно-воздушных сил Израиля. Surgical Theater позволяет нейрохирургам подготовиться к конкретным операциям.
Система состоит из трех частей. Первая часть Precision VR Viewer представляет собой средство, которое превращает обычные черно-белые двухмерные КT- или МРТ-сканы пациентов в интерактивную 3D модель, чтобы помочь пациентам и их семьям лучше понять заболевание и методы его лечения. Вторая часть - это программа Surgical Planner, которая преобразует файлы двумерных изображений в VR-реконструкции для помощи нейрохирургам в планировании процедуры. С помощью VR-гарнитуры хирурги могут просматривать цифровую реконструкцию, изучать проблемные зоны под любым углом и разрабатывать персонализированный хирургический подход.
Третьей частью платформы является SNAP (Surgical Navigation Advanced Platform), которая интегрирует хирургический VR-план для конкретного пациента в существующую систему хирургической навигации в операционной. По словам разработчиков, детальная визуализация, сделанная SNAP, может привести к более точным хирургическим процедурам, которые могут защитить мозг и оптимизировать результаты лечения и сроки выздоровления пациента.
Данная технология развивается и скорее всего в будущем, практика будущих врачей будет проходить именно так.
Следующей технологией является роботизация.Нейронавигация.Основным принципом навигируемой хирургии, как было отмечено выше, является необходимость верификации кончика инструмента в точке изображения КТ/МРТ. Расстояние между точкой приложения и изображением КТ/МРТ должно быть верифицировано.Принцип действия метода нейронавигации базируется на максимально возможном соответствии данных анатомии пациента, основанных на большом количестве цифровых данных КТ или МРТ, а также точном совпадении параметров навигационной системы с положением головы пациента во время операции. На всех этапах проведения хирургического вмешательства осуществляется контроль расположения хирургических инструментов с помощью инфракрасной камеры. При необходимости хирург имеет возможность переключать операционный микроскоп между реальным и виртуальным изображением либо совмещать первое и второе. Навигационная система состоит из станции планирования, ИК и электромагнитной антенны, различных навигируемых хирургических инструментов.Комплексное лечение пациентов с опухолями головного мозга позволяет улучшить качество их жизни, увеличить показатели выживаемости в этой группе больных. Степень удаления опухоли имеет ключевое значение в достижении этих целей. Оптимальной резекции можно достигнуть тогда, когда хирург располагает визуальной и как можно более точной информацией о границах опухоли и взаимоотношении ее с окружающими анатомическими структурами. Интраоперационное применение навигационных систем позволяет существенно повысить точность действий хирурга, облегчает поиск и идентификацию анатомических объектов.Навигацию во время нейрохирургических операций следует использовать для определения локализации опухоли, оценки ее объема, идентификации окружающих анатомических структур, определения оптимального места энцефалотомии при осуществлении доступов (в том числе внепроекционных) к опухолям головного мозга в режиме реального времени. Использование этой цифровой технологии позволяет оценить радикальность удаления патологического очага, максимально сохраняя непораженные ткани. В случае глубинных опухолей или образований ствола головного мозга под контролем нейронавигации можно провести их биопсию, что значительно облегчает подбор адъювантной терапии и улучшает результаты лечения пациентов. Современный уровень хирургии основания черепа невозможен без использования навигационных систем, которые помогают понять пространственное взаимоотношение анатомических образований внутри геометрически сложных костей основания черепа (основная кость, пирамида височной кости, решетчатый лабиринт, кости носа, краниовертебральный переход).
Совмещение навигационной системы с цифровым электронно-оптическим преобразователем позволяет производить операции на позвоночнике с использованием стабилизирующих систем на новом уровне. Благодаря точному позиционированию, выбору оптимального подхода к зоне интереса в любой момент операции, уменьшению лучевой нагрузки и сокращению времени операции, стало возможно лечение сложных деформаций и дегенеративных заболеваний позвоночника с хорошими результатами и уменьшением общего времени пребывания в стационаре.Дополненная реальность (дополненная реальность, AR)АР отличается от ВР двумя существенными особенностями. Пользователи АР не теряют связь с реальностью, в то время как ВР максимально быстро передает информацию в поле зрения. Эти отличительные особенности имеют огромный потенциал для того, чтобы помочь хирургам повысить эффективность операций. Проводят ли они минимально инвазивные операции или определяют местонахождение опухоли в печени, медицинские приложения АР могут помочь спасти жизни и обеспечить беспрепятственное лечение пациентов.В 2020 году в США была проведена первая операция на позвоночнике с использованием АР, в ходе которой система АР руководством помогла хирургам визуализировать в 3D-анатомию позвоночника пациента во время операции - как будто у врачей было рентгеновское зрение. Команда из больницы Джона Хопкинса высоко оценила этот инструмент за точность, безопасность и операционную эффективность. Аналогичное решение - xvision - разработала компания Аугмедика. Оно предназначено для хирургической навигации при операциях на позвоночнике.xvision - это настоящая система хирургической навигации, сравнимая с такими решениями как Скрытая станция Medtronic или Система подтяжки мозга Stryker, которое точно отслеживает положение хирургических инструментов, имплантатов и контролирует всю операцию на позвоночнике."xvision". Она точно определяет положение хирургических инструментов в режиме реального времени, после чего на данные компьютерной томографии пациента накладывается виртуальное изображение их траектории движения.Затем с помощью гарнитуры трехмерные навигационные данные проецируются на сетчатку глаза хирурга, позволяя ему одновременно смотреть на пациента и видеть навигационные данные, не отвлекая глаз на удаленный экран во время процедуры.Еще одна компания, по своему собственному решению, помогает медицинским работникам, создавая сверхточные 3Д-изображения с помощью технологии искусственного интеллекта.