Медыцынскі эндаскоп Black Technology (1) 4K/8K Ultra HD+3D візуалізацыя

Тэхналогія візуалізацыі медыцынскіх эндаскопаў зведала імклівы рост: ад стандартнай раздзяляльнасці (SD) да высокай раздзяляльнасці (HD), а цяпер і да звышвысокай раздзяляльнасці 4K/8K + 3D стэрэаскапічнай візуалізацыі. Гэтая тэхналагічная рэвалюцыя значна палепшыла хірургічную дакладнасць, хуткасць выяўлення паражэнняў і вопыт аперацый лекараў. Ніжэй прыведзены поўны агляд тэхнічных прынцыпаў, асноўных пераваг, клінічнага прымянення, тыповых прадуктаў і будучых тэндэнцый.

1. Тэхнічныя прынцыпы

(1) Выява звышвысокай выразнасці 4K/8K

раздзяляльная здольнасць:

4K: 3840 × 2160 пікселяў (прыблізна 8 мільёнаў пікселяў), што ў 4 разы больш, чым у 1080P (Full HD).

8K: 7680 × 4320 пікселяў (прыблізна 33 мільёны пікселяў), з 4-кратным павелічэннем выразнасці.

Асноўная тэхналогія:

CMOS-датчык высокай шчыльнасці: большая фотаадчувальная плошча, паляпшае якасць выявы ва ўмовах нізкай асветленасці.

HDR (шырокі дынамічны дыяпазон): паляпшае кантраснасць паміж светлымі і цёмнымі ўчасткамі, пазбягаючы пераэкспанавання або недаэкспанавання.

Рухавік апрацоўкі выяваў: падаўленне шуму ў рэжыме рэальнага часу, паляпшэнне краёў (напрыклад, тэхналогія апрацоўкі сігналаў Ultra HD ад Olympus VISERA 4K).

(2) 3D-стэрэаскапічная візуалізацыя

Спосаб рэалізацыі:

Двайная аб'ектыўная сістэма: дзве незалежныя камеры імітуюць дыспрапорцыю чалавечага вока і сінтэзуюць 3D-выявы (напрыклад, Stryker1588 AIM).

Палярызаванае святло/дысплей з часавым падзелам: стэрэаскапічны зрок дасягаецца з дапамогай спецыяльных акуляраў (некаторыя лапараскапічныя сістэмы).

Асноўныя перавагі:

Успрыманне глыбіні: дакладна ацэньваць прасторавыя ўзаемаадносіны паміж арганізацыйнымі ўзроўнямі (напрыклад, нервамі і крывяноснымі сасудамі).

Зніжэнне стомленасці зроку: бліжэй да натуральнага зроку, памяншэнне памылкі "плоскаснай аперацыі" пры 2D-хірургіі.

2. Асноўныя перавагі (у параўнанні з традыцыйнай эндаскапіяй высокай выразнасці)

3. Клінічныя сцэнарыі прымянення

(1) Асноўнае прымяненне звышвысокай выразнасці 4K/8K

Ранняя дыягностыка пухлін:

Пры скрынінгу каларэктальнага раку 4K дазваляе выявіць малюсенькія паліпы <5 мм (якія лёгка прапусціць пры традыцыйнай эндаскапіі).

У спалучэнні з вузкапалоснай візуалізацыяй (NBI) узровень ранняга выяўлення раку павялічыўся да больш чым 90%.

Складаная малаінвазіўная хірургія:

Лапараскапічная радыкальная прастатэктамія: выразнае адлюстраванне нейроваскулярных пучкоў у фармаце 4K зніжае рызыку нетрымання мачы.

Хірургія шчытападобнай залозы: 8K дазвол рэцыдыўнага гартаннага нерва, каб пазбегнуць пашкоджання.

(2) Асноўнае прымяненне трохмернай стэрэаскапічнай візуалізацыі

Аперацыя ў вузкай прасторы:

Трансназальная рэзекцыя пухліны гіпофізу: пазбягайце дакранацца да ўнутранай соннай артэрыі пры трохмерным зроку.

Аднапортавая лапараскапічная хірургія (LESS): успрыманне глыбіні паляпшае дакладнасць маніпуляцый з інструментамі.

Швы і анастамоз:

Страўнікава-кішачны анастамоз: трохмернае шво больш дакладнае і зніжае рызыку ўцечкі.

4. Прадстаўленне вытворцаў і прадукцыі

5. Тэхнічныя праблемы і рашэнні

(1) Аб'ём дадзеных рэзка павялічыўся

Праблема: відэатрафік у фармаце 4K/8K высокі (для 4K патрабуецца прапускная здольнасць ≥ 150 Мбіт/с), і традыцыйныя прылады сутыкаюцца з затрымкай перадачы.

Рашэнне:

Перадача сігналу па валаконна-аптычным канале (напрыклад, пратакол TIPCAM Карла Шторца).

Алгарытм сціскання (кадаванне HEVC/H.265).

(2) Праблема з трохмерным галавакружэннем

Праблема: Некаторыя лекары схільныя да стомленасці пры працяглым выкарыстанні 3D.

Рашэнне:

Дынамічная рэгуляванне фокуснай адлегласці (напрыклад, сістэма AIM ад Stryker, якая можа пераключацца паміж 2D і 3D).

Тэхналогія 3D для няўзброенага вока (эксперыментальная стадыя, акуляры не патрэбныя).

(3) Высокі кошт

Праблема: Кошт эндаскапічнай сістэмы 4K можа дасягаць 3-5 мільёнаў юаняў.

Прарыўны кірунак:

Замяшчэнне на айчынным рынку (напрыклад, адкрыццё медыцынскіх 4K-эндаскопаў па цане, якая складае ўсяго 50% ад імпартных).

Модульная канструкцыя (толькі мадэрнізацыя камеры, захаванне арыгінальнага хоста).

6. Тэндэнцыі развіцця будучыні

Папулярызацыя 8K + паляпшэнне штучнага інтэлекту:

8K у спалучэнні са штучным інтэлектам для маркіроўкі паражэнняў у рэжыме рэальнага часу (напрыклад, супрацоўніцтва Sony з Olympus па распрацоўцы эндаскапіі 8K+AI).

3D-галаграфічная праекцыя:

Інтрааперацыйная галаграфічная навігацыя па выявах (напрыклад, Microsoft HoloLens 2, якая інтэгруе эндаскапічныя дадзеныя).

Бесправадная перадача 4K/8K:

Сетка 5G падтрымлівае дыстанцыйную прамую трансляцыю хірургічных аперацый у фармаце 4K (паводле пілотнага праекта, праведзенага ў Галоўным шпіталі Народна-вызваленчай арміі).

Гнуткі 3D-эндаскоп:

Гнуткі трохмерны электронны эндаскоп (падыходзіць для вузкіх дыхальных шляхоў, такіх як бронхі і жоўцевыя пратокі).

падсумаваць

Эндаскапічная тэхналогія 4K/8K+3D змяняе стандарты мінімальна інвазівнай хірургіі:

На дыягнастычным узроўні значна павялічыўся ўзровень выяўлення раку на ранніх стадыях, што знізіла колькасць прапушчаных дыягназаў.

Хірургічны ўзровень: 3D-зрок змяншае аперацыйныя цяжкасці і скарачае крывую навучання.

У будучыні інтэграцыя са штучным інтэлектам, 5G і галаграфічнымі тэхналогіямі адкрые новую эру «інтэлектуальнай хірургіі».