Endoskopju Mediku b'Teknoloġija Sewda (1) Immaġini 4K/8K Ultra HD+3D

It-teknoloġija tal-immaġini tal-endoskopji mediċi għaddiet minn żvilupp mgħaġġel minn definizzjoni standard (SD) għal definizzjoni għolja (HD), u issa għal immaġini sterjoskopiċi 4K/8K b'definizzjoni ultra għolja + 3D. Din ir-rivoluzzjoni teknoloġika tejbet ħafna l-eżattezza kirurġika, ir-rata ta' skoperta ta' leżjonijiet, u l-esperjenza operattiva tat-tobba. Dan li ġej jipprovdi introduzzjoni komprensiva għall-prinċipji tekniċi, il-vantaġġi ewlenin, l-applikazzjonijiet kliniċi, il-prodotti rappreżentattivi, u x-xejriet futuri.

1. Prinċipji tekniċi

(1) Immaġini b'Definizzjoni Ultra Għolja 4K/8K

qawwa tar-riżoluzzjoni:

4K: 3840 × 2160 pixel (madwar 8 miljun pixel), li huwa 4 darbiet dak ta' 1080P (Full HD).

8K: 7680 × 4320 pixel (madwar 33 miljun pixel), b'żieda ta' 4x fiċ-ċarezza.

Teknoloġija Ewlenija:

Sensor CMOS ta' densità għolja: żona fotosensittiva akbar, li ttejjeb il-kwalità tal-immaġini f'ambjenti ta' dawl baxx.

HDR (High Dynamic Range): itejjeb il-kuntrast bejn id-dawl u d-dlam, u jevita espożizzjoni żejda jew nuqqas ta' espożizzjoni.

Magna tal-ipproċessar tal-immaġni: tnaqqis tal-istorbju f'ħin reali, titjib tat-truf (bħall-"ipproċessar tas-sinjal Ultra HD" tal-Olympus VISERA 4K).

(2) Immaġini Stereoskopiċi 3D

Metodu ta' implimentazzjoni:

Sistema ta' lenti doppja: Żewġ kameras indipendenti jissimulaw id-disparità tal-għajn umana u jissintetizzaw immaġni 3D (bħal Stryker1588 AIM).

Dawl polarizzat/wiri b'diviżjoni tal-ħin: Il-viżjoni stereoskopika tinkiseb permezz ta' nuċċalijiet speċjali (xi sistemi laparoskopiċi).

Vantaġġi ewlenin:

Perċezzjoni tal-fond: Iġġudika b'mod preċiż ir-relazzjoni spazjali bejn il-livelli organizzattivi (bħal nervituri u vini tad-demm).

Naqqas l-għeja viżwali: eqreb lejn il-viżjoni naturali, tnaqqas l-iżball "operazzjoni tal-pjan" tal-kirurġija 2D.

2. Vantaġġi ewlenin (meta mqabbla mal-endoskopija tradizzjonali b'definizzjoni għolja)

3. Xenarji ta' applikazzjoni klinika

(1) L-applikazzjoni ewlenija ta' definizzjoni ultra għolja 4K/8K

Dijanjosi bikrija ta' tumuri:

Fl-iskrinjar tal-kanċer kolorektali, 4K jista' jidentifika polipi żgħar <5mm (li faċilment jiġu injorati mill-endoskopija tradizzjonali).

Flimkien ma' immaġini b'frekwenza dejqa (NBI), ir-rata ta' skoperta bikrija tal-kanċer żdiedet għal aktar minn 90%.

Kirurġija minimament invażiva kumplessa:

Prostatektomija radikali laparoskopika: Wirja ċara 4K ta' qatet newrovaskulari tnaqqas ir-riskju ta' inkontinenza urinarja.

Kirurġija tat-tirojde: Riżoluzzjoni 8K tan-nerv larinġeali rikorrenti biex tiġi evitata l-ħsara.

(2) L-applikazzjoni ewlenija tal-immaġini sterjoskopiċi 3D

Operazzjoni fi spazju dejjaq:

Resezzjoni tat-tumur pitwitarju transnasali: Evita li tmiss l-arterja karotide interna b'viżjoni 3D.

Kirurġija laparoskopika b'port wieħed (LESS): Il-perċezzjoni tal-fond ittejjeb il-preċiżjoni tal-manipulazzjoni tal-istrument.

Sutura u anastomosi:

Anastomosi gastrointestinali: Is-sutura 3D hija aktar preċiża u tnaqqas ir-riskju ta' tnixxija.

4. Ir-rappreżentazzjoni tal-manifatturi u l-prodotti

5. Sfidi u soluzzjonijiet tekniċi

(1) L-ammont ta’ dejta żdied drastikament

Problema: It-traffiku tal-vidjow 4K/8K huwa għoli (4K jeħtieġ bandwidth ta' ≥ 150Mbps), u apparati tradizzjonali jesperjenzaw latency tat-trażmissjoni.

Soluzzjoni:

Trażmissjoni tas-sinjali tal-fibra ottika (bħall-protokoll TIPCAM ta' Karl Storz).

Algoritmu ta' kompressjoni (kodifikazzjoni HEVC/H.265).

(2) Problema ta' sturdament 3D

Problema: Xi tobba huma suxxettibbli għall-għeja meta jużaw it-3D għal żmien twil.

Soluzzjoni:

Aġġustament dinamiku tat-tul fokali (bħas-sistema AIM ta' Stryker, li tista' taqleb bejn 2D u 3D).

Teknoloġija 3D b'għajn mikxufa (stadju sperimentali, l-ebda bżonn ta' nuċċalijiet).

(3) Spiża għolja

Problema: Il-prezz ta' sistema ta' endoskopju 4K jista' jilħaq minn 3 sa 5 miljun wan.

Direzzjoni ta' avvanz:

Sostituzzjoni domestika (bħall-ftuħ ta' endoskopji mediċi 4K bi prezz ta' 50% biss ta' dawk importati).

Disinn modulari (aġġornament tal-kamera biss, filwaqt li jinżamm il-host oriġinali).

6. Xejriet ta' Żvilupp fil-Ġejjieni

Popolarizzazzjoni ta' 8K + titjib tal-AI:

8K flimkien mal-AI għat-tikkettar tal-leżjonijiet f'ħin reali (bħall-kollaborazzjoni ta' Sony ma' Olympus biex tiżviluppa endoskopija 8K+AI).

Projezzjoni olografika 3D:

Navigazzjoni ta' immaġni olografika intraoperattiva (bħal Microsoft HoloLens 2 li tintegra dejta endoskopika).

Trażmissjoni mingħajr fili 4K/8K:

In-netwerk 5G jappoġġja xandir dirett kirurġiku 4K mill-bogħod (kif immexxi mill-Isptar Ġenerali tal-Armata tal-Liberazzjoni tal-Poplu).

Endoskopju 3D flessibbli:

Endoskopju elettroniku 3D flessibbli (adattat għal passaġġi tan-nifs dojoq bħal bronki u kanali tal-bili).

sommarju

It-teknoloġija endoskopika 4K/8K+3D qed tfassal mill-ġdid l-istandard tal-kirurġija minimament invażiva:

Fil-livell dijanjostiku, ir-rata ta' skoperta ta' kanċer bikri żdiedet b'mod sinifikanti, u b'hekk naqqset id-dijanjosi mitlufa.

Livell kirurġiku: Il-viżjoni 3D tnaqqas id-diffikultà operattiva u tqassar il-kurva tat-tagħlim.

Fil-futur, l-integrazzjoni mal-AI, il-5G, u t-teknoloġija olografika se twassal għal era ġdida ta' "kirurġija intelliġenti".