Медицински ендоскоп црне технологије (1) 4K/8K Ultra HD+3D снимање

Технологија снимања медицинских ендоскопа је доживела скок у развоју од стандардне дефиниције (SD) до високе дефиниције (HD), а сада до 4K/8K ултра високе дефиниције + 3D стереоскопског снимања. Ова технолошка револуција је значајно побољшала хируршку тачност, стопу откривања лезија и искуство лекара у операцијама. У наставку је дат свеобухватан увод у техничке принципе, основне предности, клиничке примене, репрезентативне производе и будуће трендове.

1. Технички принципи

(1) 4K/8K Ultra High Definition снимање

моћ раздвајања:

4K: 3840 × 2160 пиксела (приближно 8 милиона пиксела), што је 4 пута више него код 1080P (Full HD).

8K: 7680 × 4320 пиксела (приближно 33 милиона пиксела), са 4 пута већом јасноћом.

Основна технологија:

CMOS сензор високе густине: већа фотосензитивна површина, побољшавајући квалитет слике у условима слабог осветљења.

HDR (Висок динамички опсег): побољшава контраст између светлог и тамног, избегавајући прекомерну или недовољну експозицију.

Механизам за обраду слике: смањење шума у реалном времену, побољшање ивица (као што је „Ултра ХД обрада сигнала“ код Olympus VISERA 4K).

(2) 3Д стереоскопско снимање

Начин имплементације:

Систем са два сочива: Две независне камере симулирају неједнакост људског ока и синтетишу 3Д слике (као што је Stryker1588 AIM).

Поларизована светлост/приказ временске поделе: Стереоскопски вид се постиже помоћу посебних наочара (неки лапароскопски системи).

Основне предности:

Перцепција дубине: Прецизно процените просторни однос између организационих нивоа (као што су живци и крвни судови).

Смањите визуелни замор: ближе природном виду, смањите грешку „равнинске операције“ 2Д хирургије.

2. Основне предности (у односу на традиционалну ендоскопију високе дефиниције)

3. Сценарији клиничке примене

(1) Основна примена 4K/8K ултра високе дефиниције

Рана дијагноза тумора:

У скринингу колоректалног карцинома, 4K може идентификовати ситне полипе <5 мм (које традиционална ендоскопија лако превиђа).

У комбинацији са ускопојасним снимањем (NBI), стопа раног откривања рака је повећана на преко 90%.

Сложена минимално инвазивна хирургија:

Лапароскопска радикална простатектомија: 4К јасан приказ неуроваскуларних снопова смањује ризик од уринарне инконтиненције.

Операција штитне жлезде: 8К резолуција рекурентног ларингеалног живца како би се избегло оштећење.

(2) Основна примена 3Д стереоскопског снимања

Операција у уском простору:

Трансназална ресекција тумора хипофизе: Избегавајте додиривање унутрашње каротидне артерије 3Д видом.

Једнопортска лапароскопска хирургија (LESS): Перцепција дубине побољшава тачност манипулације инструментима.

Шав и анастомоза:

Гастроинтестинална анастомоза: 3Д шавови су прецизнији и смањују ризик од цурења.

4. Заступање произвођача и производа

5. Технички изазови и решења

(1) Количина података се драматично повећала

Проблем: Видео саобраћај у 4K/8K резолуцијама је висок (4K захтева пропусни опсег ≥ 150 Mbps), а традиционални уређаји имају кашњење у преносу.

Решење:

Пренос сигнала оптичким влакнима (као што је TIPCAM протокол Карла Сторца).

Алгоритам компресије (HEVC/H.265 кодирање).

(2) Проблем са вртоглавицом у 3Д

Проблем: Неки лекари су склони умору када дуже време користе 3Д.

Решење:

Динамичко подешавање жижне даљине (као што је Stryker-ов AIM систем, који може да прелази између 2D и 3D).

3Д технологија голим оком (експериментална фаза, нису потребне наочаре).

(3) Висока цена

Проблем: Цена 4K ендоскопског система може достићи 3 до 5 милиона јуана.

Правац пробоја:

Домаћа замена (као што је отварање медицинских 4К ендоскопа по цени која је само 50% нижа од увозних).

Модуларни дизајн (само надоградња камере, задржавање оригиналног хоста).

6. Будући развојни трендови

Популаризација 8K + побољшање вештачке интелигенције:

8K у комбинацији са вештачком интелигенцијом за обележавање лезија у реалном времену (као што је Сонијева сарадња са Олимпусом на развоју 8K+AI ендоскопије).

3Д холографска пројекција:

Интраоперативна холографска навигација сликама (као што је Microsoft HoloLens 2 који интегрише ендоскопске податке).

Бежични 4K/8K пренос:

5G мрежа подржава даљински 4K пренос уживо хируршких интервенција (као што је пилот спровела Општа болница Народноослободилачке војске).

Флексибилни 3Д ендоскоп:

Флексибилни 3Д електронски ендоскоп (погодан за уске дисајне путеве као што су бронхије и жучни канали).

сумирати

4K/8K+3D ендоскопска технологија мења стандард минимално инвазивне хирургије:

На дијагностичком нивоу, стопа откривања раног рака је значајно повећана, смањујући пропуштене дијагнозе.

Хируршки ниво: 3Д визија смањује оперативне тешкоће и скраћује криву учења.

У будућности, интеграција са вештачком интелигенцијом, 5G и холографском технологијом ће увести нову еру „интелигентне хирургије“.