Dextroscope هي بيئة الواقع الافتراضي (VR) صممت لتزويد المحترفين طبياً من أجل فهم أعمق للعلاقات التشريحية ثلاثية الأبعاد المعقدة للمريض و علم الأمراض. على الرغم من أن الغرض الرئيسي المقصود منه هو تمكين الجراحين من التخطيط لإجراء جراحة ( و بخاصة ، جراحة الأعصاب [1] ) ، فقد برهنت فائدتها أيضًا في الأبحاث المتعلقة بأمراض القلب [2] ، [3] الأشعة والتعليم الطبي.[4] و قد صمم Dextroscope ليكون بمثابة تنوع عملي للواقع الافتراضي الذي قدم بديلاً للاتجاه الشائع في الانغمار الكامل في التسعينات. بدلاً من غمر المستخدم بالكامل في واقع افتراضي ، فإنه يغمر فقط أيدي جراح الأعصاب في بيانات المريض. بدأ Dextroscope كمشروع بحثي في منتصف التسعينيات باسم The Virtual Workbench [5] وبدأ التسويق في عام 2000 بتأسيس شركة Volume Interactions Pte Ltd.
يتيح Dextroscope لمستخدميه التفاعل بشكل حدسي مع مريض افتراضي . يتكون المريض الافتراضي من صور ثلاثية الأبعاد متعددة الوسائط تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوترحيث تم الحصول عليها من أي بيانات تصوير مقطعي DICOM تتضمن CT و MRIوMRA و MRV و MRI الوظيفي و CTA و PETوSPECT و Tractography . يمكن أن يعمل مع أي تركيبة متعددة الأشكال ، ويدعم الشبكات المتعددة الأضلاع أيضًا.
يجلس المستخدم في وحدة التحكم التفاعلية Dextroscope 3D ويعالج المريض الافتراضي باستخدام كلتا يديه بطريقة مماثلة لكيفية تعامل الشخص مع كائن حقيقي. باستخدام المرئيات المجسمة التي يتم عرضها عبر المرآة ، يرى مستخدم Dextroscope المريض الظاهري يطفو خلف المرآة ولكن في متناول يديك بسهولة ويستخدم حركات اليد ثلاثية الأبعاد المرنة لتدوير ومعالجة الكائن محل الاهتمام. يسمح Dextroscope بالتجزئة الافتراضية للأعضاء والهياكل ، وإجراء قياسات دقيقة ثلاثية الأبعاد ، إلخ.
من ناحية ، يمسك المستخدم بمقبض مصمم بشكل مريح مع مفتاح ، عند الضغط عليه ، يسمح بنقل الصورة ثلاثية الأبعاد بحرية كما لو كانت كائنًا مثبتًا في مساحة حقيقية. تحمل اليد الأخرى قلمًا على شكل قلم رصاص يتم استخدامه لتحديد الأدوات من لوحة تحكم افتراضية وإجراء عمليات وعمليات تفصيلية على الصورة ثلاثية الأبعاد. لا يرى المستخدم القلم أو المقبض أو يديه مباشرة ، حيث يكون مخفيًا خلف سطح المرآة. وبدلاً من ذلك ، فإنه يرى مقبضًا افتراضيًا وقلمًا مُعايرًا للظهور في نفس الوضع تمامًا مثل المقبض والقلم الحقيقيين. يمكن تحديد نهاية العمل للمقبض الظاهري ليكون أي شيء يمكن للبرنامج إنشاؤه - أداة الحفر ، أداة القياس ، القاطع ، إلخ. أظهرت التجربة أنه من غير الضروري وضع نموذج ليد المستخدم ، شريطة أن يتمكن من رؤية الأدوات الحقيقية والشعور بها وأن هذه التصورات تتطابق مع المشهد الافتراضي. هذا مفيد للغاية لأن الأيدي كانت ستسبب فوضى في مكان العمل وتحجب رؤية الهدف محل الاهتمام.[5]
أحد استخدامات Dextroscope هو السماح للجراحين بالتفاعل مع المريض الافتراضي ومعالجته وتخطيط المسار الجراحي المثالي - على سبيل المثال ، من خلال محاكاة وجهات النظر بين العمليات أو إزالة العظام والأنسجة الرخوة. بصرف النظر عن كونها أسرع بكثير في العمل بهذه الطريقة من استخدام الماوس ولوحة المفاتيح ، فإن هذا النهج يوفر أيضًا للأخصائي الطبي ، عادةً الجراح ، درجة أكبر من التحكم في الصورة ثلاثية الأبعاد - مع القدرة على الوصول إلى الداخل حرفياً للتلاعب الصورة الداخلية.
التلاعب بالمريض الظاهري - مجموعات أدوات الواقع الافتراضي
يوفر Dextroscope مجموعة شاملة من الأدوات الافتراضية التي يمكن استخدامها لمعالجة الصورة ثلاثية الأبعاد. على سبيل المثال ، هناك أدوات مخصصة لإجراء تجزئة البيانات لاستخراج الهياكل ذات الصلة الجراحية مثل القشرة أو الورم ، [6] استخراج الأوعية الدموية ، [7] ضبط لون وشفافية الهياكل المعروضة لرؤية عميقة داخل المريض وحتى محاكاة بعض العمليات الجراحية - مثل إزالة العظام باستخدام أداة حفر جمجمة محاكاة.
الهياكل النموذجية التي يمكن تجزئتها هي الأورام والأوعية الدموية وتمدد الأوعية الدموية وأجزاء من قاعدة الجمجمة والأعضاء. يتم التقسيم إما تلقائيًا (عندما يتم تحديد الهياكل بوضوح من خلال كثافة الصورة البارزة - مثل القشرة) أو من خلال تفاعل المستخدم (باستخدام على سبيل المثال أداة تحديد لتحديد مدى البنية يدويًا). تسمح أداة «اختيار» افتراضية للمستخدم باختيار كائن مجزأ وفصله من محيطه لفحص أوثق. توفر أداة القياس قياسًا دقيقًا للهياكل ثلاثية الأبعاد المستقيمة والمنحنية مثل فروة الرأس ، وزوايا القياس ، مثل تلك الموجودة بين الأوعية أو الهياكل العظمية (على سبيل المثال ، عند التخطيط لإدخال لولب في العمود الفقري).
تخطيط جراحة المخ والأعصاب - دراسات الحالة والتقييمات
تم الإبلاغ عن استخدام Dextroscope للعديد من السيناريوهات السريرية للجراحة العصبية.[1][8][9]
تم تطبيق منظار Dextroscope أيضًا خارج جراحة الأعصاب لفائدة أي مريض يواجه تحديًا جراحيًا: تعقيد تشريحي أو بنيوي يتطلب تخطيط النهج الجراحي (أو التداخلي) ، على سبيل المثال ، الأنف والأذن والحنجرة[51] جراحة العظام والكسور والوجه القحفي [52][53][54][55] ، [56] أمراض القلب [57] وجراحة الكبد.[58][59]
المنظار و التصوير التشخيصي
Dextroscope ليس للجراحين فقط - يمكن لأطباء الأشعة الاستفادة منه أيضًا. أدى النمو السريع في بيانات التصوير التشخيصي متعدد الوسائط المتاحة بشكل روتيني إلى زيادة عبء العمل بشكل كبير. باستخدام Dextroscope ، يمكن لأطباء الأشعة إعادة بناء نماذج متعددة الوسائط من كميات كبيرة من شرائح ثنائية الأبعاد - وبالتالي تسهيل فهم أفضل للتركيبات التشريحية ثلاثية الأبعاد والمساعدة في التشخيص.
علاوة على ذلك ، تساعد بيئة الواقع الافتراضي Dextroscope على سد الفجوة بين الأشعة والجراحة - من خلال السماح لطبيب الأشعة بالتظاهر بسهولة للجراحين الهياكل ثلاثية الأبعاد بطريقة يعرفها الجراحون. </br> هذه القدرة التوضيحية تجعلها مفيدة أيضًا كقاعدة لمعلمي الطب لنقل المعلومات ثلاثية الأبعاد للطلاب.[60] من أجل الوصول إلى مجموعة أكبر من الأشخاص في الفصل الدراسي أو القاعة ، تم تصنيع نسخة تسمى Dextrobeam .[61]
تم تثبيت Dextroscope (من بين المؤسسات الطبية والبحثية الأخرى) في:
كان Dextroscope و Dextrobeam من منتجات شركة Volume Interactions Pte Ltd (عضو مجموعة Bracco Group ) ، وهي شركة منبثقة من معهد أبحاث Kent Ridge Digital Labs في سنغافورة. وقد حصلوا على تصريح من هيئة الغذاء والدواء الأمريكية FDA 510 (K) - الفئة الثانية (2002) ، علامة CE - الفئة الأولى (2002) ، تسجيل SFDA الصيني - الفئة الثانية (2004) وتايوان التسجيل - النوع P (الأشعة) (2007). .
المراجع
^ ابKockro، R.A.؛ Serra، L.؛ Tseng-Tsai، Y.؛ Chan، C.؛ Yih-Yian، S.؛ Gim-Guan، C.؛ Lee، E.؛ Hoe، L.Y.؛ Hern، N. (2000). "Planning and simulation of neurosurgery in a virtual reality environment". Neurosurgery. ج. 46 ع. 1: 118–135. DOI:10.1097/00006123-200001000-00024. PMID:10626943.
^Fu، Yingli (2010). "MRI and CT Tracking of Mesenchymal Stem Cells with Novel Perfluorinated Alginate Microcapsules". Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. ج. 12: O14. DOI:10.1186/1532-429X-12-S1-O14.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: دوي مجاني غير معلم (link)
^Liu، Kaijun (سبتمبر 2013). "Anatomical education and surgical simulation based on the Chinese Visible Human: a three-dimensional virtual model of the larynx region". Anatomical Science International. ج. 88 ع. 4: 254–8. DOI:10.1007/s12565-013-0186-x. PMID:23801001.
^Chia، W.K.؛ Serra، L. (2006). "Contouring in 2D while viewing stereoscopic 3D volumes". Stud Health Technol Inform. ج. 119: 93–95. PMID:16404022.
^Serra, L., Hern, N., Choon, C.B., Poston, T., 1997. Interactive vessel tracing in volume data, in: Proceedings of the 1997 Symposium on Interactive 3D Graphics, I3D ’97. ACM, New York, NY, USA, p. 131–ff. دُوِي:10.1145/253284.253320
^Matis، G.K.؛ Silva، D.O. de A.؛ Chrysou، O.I.؛ Karanikas، M.؛ Pelidou، S.-H.؛ Birbilis، T.A.؛ Bernardo، A.؛ Stieg، P. (2013). "Virtual reality implementation in neurosurgical practice: the"can't take my eyes off you" effect". Turk Neurosurg. ج. 23 ع. 5: 690–691. PMID:24101322.
^Ferroli، P.؛ Tringali، G.؛ Acerbi، F.؛ Aquino، D.؛ Franzini، A.؛ Broggi، G. (2010). "Brain surgery in a stereoscopic virtual reality environment: a single institution's experience with 100 cases". Neurosurgery. ج. 67 ع. 3 Suppl Operative: 79–84. DOI:10.1227/01.NEU.0000383133.01993.96. PMID:20679945.
^Di Somma، A.؛ de Notaris، M.؛ Enseñat، J.؛ Alobid، I.؛ San Molina، J.؛ Berenguer، J.؛ Cappabianca، P.؛ Prats-Galino، A. (2014). "Extended Endoscopic Endonasal Approaches for Cerebral Aneurysms: Anatomical, Virtual Reality and Morphometric Study". BioMed Research International. DOI:10.1155/2014/703792.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: دوي مجاني غير معلم (link)
^Reisch، R.؛ Stadie، A.؛ Kockro، R.؛ Gawish، I.؛ Schwandt، E.؛ Hopf، N. (2009). "The minimally invasive supraorbital subfrontal key-hole approach for surgical treatment of temporomesial lesions of the dominant hemisphere". Minim Invasive Neurosurg. ج. 52 ع. 4: 163–169. DOI:10.1055/s-0029-1238285. PMID:19838969.
^Fischer، G.؛ Stadie، A.؛ Schwandt، E.؛ Gawehn، J.؛ Boor، S.؛ Marx، J.؛ Oertel، J. (2009). "Minimally invasive superficial temporal artery to middle cerebral artery bypass through a minicraniotomy: benefit of three-dimensional virtual reality planning using magnetic resonance angiography". Neurosurg Focus. ج. 26 ع. 5: E20. DOI:10.3171/2009.2.FOCUS0917. PMID:19408999.
^Reisch, R., Stadie, A., Kockro, R.A., Hopf, N., 2013. The keyhole concept in neurosurgery. World Neurosurg 79, S17.e9–13. doi:10.1016/j.wneu.2012.02.024
^Serra، C.؛ Huppertz، H.-J.؛ Kockro، R.A.؛ Grunwald، T.؛ Bozinov، O.؛ Krayenbühl، N.؛ Bernays، R.-L. (2013). "Rapid and accurate anatomical localization of implanted subdural electrodes in a virtual reality environment". J Neurol Surg a Cent Eur Neurosurg. ج. 74 ع. 3: 175–182. DOI:10.1055/s-0032-1333124. PMID:23512592.
^Yang، D.L.؛ Xu، Q.W.؛ Che، X.M.؛ Wu، J.S.؛ Sun، B. (2009). "Clinical evaluation and follow-up outcome of presurgical plan by Dextroscope: a prospective controlled study in patients with skull base tumors". Surgical Neurology. ج. 72 ع. 6: 682–689. DOI:10.1016/j.surneu.2009.07.040. PMID:19850330.
^Stadie، A.؛ Reisch، R.؛ Kockro، R.؛ Fischer، G.؛ Schwandt، E.؛ Boor، S.؛ Stoeter، P. (2009). "Minimally Invasive Cerebral Cavernoma Surgery using Keyhole Approaches – Solutions for Technique-related Limitations". Minim Invasive Neurosurg. ج. 52 ع. 1: 9–16. DOI:10.1055/s-0028-1103305. PMID:19247899.
^Qiu، T.؛ Zhang، Y.؛ Wu، J.-S.؛ Tang، W.-J.؛ Zhao، Y.؛ Pan، Z.-G.؛ Mao، Y.؛ Zhou، L.-F. (2010). "Virtual reality presurgical planning for cerebral gliomas adjacent to motor pathways in an integrated 3-D stereoscopic visualization of structural MRI and DTI tractography". Acta Neurochir (Wien). ج. 152 ع. 11: 1847–1857. DOI:10.1007/s00701-010-0739-x. PMID:20652607.
^Kockro، RA؛ Stadle، A؛ Schwandt، E؛ Reisch، R؛ Charalampaki، C؛ Ng، I؛ Yeo، TT؛ Hwang، P؛ Serra، L (2007). "A collaborative virtual reality environment for neurosurgical planning and training". Neurosurgery. ج. 61 ع. 5 Suppl 2: 379–391. DOI:10.1227/01.neu.0000303997.12645.26. PMID:18091253.
^Yang؛ Xu، QW؛ Che، XM؛ Wu، JS؛ Sun، B (2009). "Clinical evaluation and follow-up outcome of presurgical plan by Dextroscope: a prospective controlled study in patients with skull base tumors". Surg Neurol. ج. 72 ع. 6: 682–689. DOI:10.1016/j.surneu.2009.07.040. PMID:19850330.
^De Notaris، M.؛ Palma، K.؛ Serra، L.؛ Enseñat، J.؛ Alobid، I.؛ Poblete، J.؛ Gonzalez، J.B.؛ Solari، D.؛ Ferrer، E. (2014). "A Three-Dimensional Computer-Based Perspective of the Skull Base". World Neurosurg. ج. 82 ع. 6: S41–S48. DOI:10.1016/j.wneu.2014.07.024. PMID:25496634.
^Franzini، A.؛ Messina، G.؛ Marras، C.؛ Molteni، F.؛ Cordella، R.؛ Soliveri، P.؛ Broggi، G. (2009). "Poststroke fixed dystonia of the foot relieved by chronic stimulation of the posterior limb of the internal capsule". Journal of Neurosurgery. ج. 111 ع. 6: 1216–1219. DOI:10.3171/2009.4.JNS08785. PMID:19499980.
^Gu، S.-X.؛ Yang، D.-L.؛ Cui، D.-M.؛ Xu، Q.-W.؛ Che، X.-M.؛ Wu، J.-S.؛ Li، W.-S. (2011). "Anatomical studies on the temporal bridging veins with Dextroscope and its application in tumor surgery across the middle and posterior fossa". Clin Neurol Neurosurg. ج. 113 ع. 10: 889–894. DOI:10.1016/j.clineuro.2011.06.008. PMID:21831519.
^Robison، R.A.؛ Liu، C.Y.؛ Apuzzo، M.L.J. (2011). "Man, Mind, and Machine: The Past and Future of Virtual Reality Simulation in Neurologic Surgery". World Neurosurgery. ج. 76 ع. 5: 419–430. DOI:10.1016/j.wneu.2011.07.008. PMID:22152571.
^Stadie، A.T.؛ Kockro، R.A.؛ Serra، L.؛ Fischer، G.؛ Schwandt، E.؛ Grunert، P.؛ Reisch، R. (2011). "Neurosurgical craniotomy localization using a virtual reality planning system versus intraoperative image–guided navigation". Int J CARS. ج. 6 ع. 5: 565–572. DOI:10.1007/s11548-010-0529-1. PMID:20809398.
^Yang, D.-L., Che, X., Lou, M., Xu, Q.-W., Wu, J.-S., Li, W., Cui, D.-M., n.d. Application Of Dextroscope Virtual Reality System In Anatomical Research Of Inner Structures In Petrosal Bone.
^Caversaccio، M.؛ Eichenberger، A.؛ Häusler، R. (2003). "Virtual simulator as a training tool for endonasal surgery". Am J Rhinol. ج. 17 ع. 5: 283–290. DOI:10.1177/194589240301700506. PMID:14599132.
^Kwon، J.؛ Barrera، J.E.؛ Jung، T.-Y.؛ Most، S.P. (2009). "Measurements of orbital volume change using computed tomography in isolated orbital blowout fractures". Arch Facial Plast Surg. ج. 11 ع. 6: 395–398. DOI:10.1001/archfacial.2009.77. PMID:19917900.
^Kwon، J.؛ Barrera، J.E.؛ Most، S.P. (2010). "Comparative Computation of Orbital Volume From Axial and Coronal CT Using Three-Dimensional Image Analysis". Ophthalmic Plastic & Reconstructive Surgery. ج. 26 ع. 1: 26–29. DOI:10.1097/IOP.0b013e3181b80c6a. PMID:20090480.
^Li، Y.؛ Tang، K.؛ Xu، X.؛ Yi، B. (2012). "Application of Dextroscope virtual reality in anatomical research of the mandible part of maxillary artery". Beijing da Xue Xue Bao. ج. 44: 75–79. PMID:22353905.
^Correa، C.R (2006). "Coronary Artery Findings After Left-Sided Compared With Right-Sided Radiation Treatment for Early-Stage Breast Cancer". Journal of Clinical Oncology. ج. 25 ع. 21: 3031–3037. DOI:10.1200/JCO.2006.08.6595. PMID:17634481.
^Chen، G (2009). "The use of virtual reality for the functional simulation of hepatic tumors (case control study)". International Journal of Surgery. ج. 8 ع. 1: 72–78. DOI:10.1016/j.ijsu.2009.11.005. PMID:19944191.
^
Chen, G., Yang, S.-Z., Wu, G.-Q., Wang, Y., Fan, G.-H., Tan, L.-W., Fang, B., Zhang, S.-X., Dong, J.-H., 2009. Development and clinical application of 3D operative planning system of liver in virtual reality environments. Zhonghua Wai Ke Za Zhi (Chinese Journal of Surgery) 47, 1620–1626.
^Haase, J., 2010. Basic Training in Technical Skills: Introduction to Learning"Surgical Skills" in a Constructive Way, in: Lumenta, C.B., Rocco, C.D., Haase, J., Mooij, J.J.A. (Eds.), Neurosurgery, European Manual of Medicine. Springer Berlin Heidelberg, pp. 17–23.
^Kockro، Ralf A (2009). "A collaborative virtual reality environment for neurosurgical planning and training". Neurosurgery. ج. 61 ع. 5 Suppl 2: 379–391. DOI:10.1227/01.neu.0000303997.12645.26. PMID:18091253.