Медичний ендоскоп Black Technology (1) 4K/8K Ultra HD+3D візуалізація

Технологія візуалізації медичних ендоскопів зазнала стрімкого розвитку від стандартної чіткості (SD) до високої чіткості (HD), а тепер до стереоскопічної візуалізації 4K/8K ультрависокої чіткості + 3D. Ця технологічна революція значно покращила хірургічну точність, частоту виявлення уражень та досвід роботи лікарів. Нижче наведено вичерпний вступ до технічних принципів, основних переваг, клінічного застосування, репрезентативних продуктів та майбутніх тенденцій.

1. Технічні принципи

(1) Зображення надвисокої чіткості 4K/8K

роздільна здатність:

4K: 3840 × 2160 пікселів (приблизно 8 мільйонів пікселів), що в 4 рази більше, ніж у 1080P (Full HD).

8K: 7680 × 4320 пікселів (приблизно 33 мільйони пікселів) із 4-кратним збільшенням чіткості.

Основна технологія:

CMOS-сенсор високої щільності: більша світлочутлива площа, що покращує якість зображення в умовах низької освітленості.

HDR (розширений динамічний діапазон): покращує контраст між світлими та темними ділянками, уникаючи переекспонування або недоекспонування.

Механізм обробки зображень: шумозаглушення в реальному часі, покращення країв (наприклад, обробка сигналу Ultra HD від Olympus VISERA 4K).

(2) 3D стереоскопічна візуалізація

Спосіб реалізації:

Система з двома об'єктивами: дві незалежні камери імітують нерівність людського ока та синтезують 3D-зображення (наприклад, Stryker1588 AIM).

Поляризоване світло/відображення з часовим поділом: стереоскопічний зір досягається за допомогою спеціальних окулярів (деякі лапароскопічні системи).

Основні переваги:

Сприйняття глибини: Точно оцінювати просторові зв'язки між організаційними рівнями (такими як нерви та кровоносні судини).

Зменшення зорової втоми: ближче до природного зору, зменшення похибки "площинної операції" 2D-хірургії.

2. Основні переваги (порівняно з традиційною ендоскопією високої чіткості)

3. Клінічні сценарії застосування

(1) Основне застосування надвисокої чіткості 4K/8K

Рання діагностика пухлин:

Під час скринінгу колоректального раку 4K може виявити крихітні поліпи <5 мм (які легко не помітити за допомогою традиційної ендоскопії).

У поєднанні з вузькосмуговою візуалізацією (NBI) рівень раннього виявлення раку збільшився до понад 90%.

Складна малоінвазивна хірургія:

Лапароскопічна радикальна простатектомія: чітке відображення судинно-нервових пучків у форматі 4K знижує ризик нетримання сечі.

Хірургія щитовидної залози: 8K роздільна здатність поворотного гортанного нерва для уникнення пошкодження.

(2) Основне застосування 3D-стереоскопічної візуалізації

Операції у вузькому просторі:

Трансназальна резекція пухлини гіпофіза: уникайте дотику до внутрішньої сонної артерії за допомогою 3D-зріння.

Однопортова лапароскопічна хірургія (LESS): сприйняття глибини покращує точність маніпуляцій з інструментами.

Шви та анастомоз:

Шлунково-кишковий анастомоз: 3D-шов є точнішим і зменшує ризик протікання.

4. Представництво виробників та продуктів

5. Технічні проблеми та рішення

(1) Обсяг даних різко зріс

Проблема: відеотрафік 4K/8K високий (для 4K потрібна пропускна здатність ≥ 150 Мбіт/с), а традиційні пристрої мають затримку передачі.

Рішення:

Передача сигналу по оптоволоконному волокну (наприклад, протокол TIPCAM Карла Шторца).

Алгоритм стиснення (кодування HEVC/H.265).

(2) Проблема з 3D-запамороченням

Проблема: Деякі лікарі схильні до втоми під час тривалого використання 3D.

Рішення:

Динамічне регулювання фокусної відстані (наприклад, система AIM від Stryker, яка може перемикатися між 2D та 3D).

3D-технологія неозброєним оком (експериментальна стадія, окуляри не потрібні).

(3) Висока вартість

Проблема: Ціна ендоскопічної системи 4K може сягати від 3 до 5 мільйонів юанів.

Напрямок прориву:

Заміна на внутрішньому ринку (наприклад, відкриття медичних 4K-ендоскопів за ціною, що лише на 50% нижча за імпортні).

Модульна конструкція (тільки оновлення камери, збереження оригінального хоста).

6. Тенденції майбутнього розвитку

Популяризація 8K + покращення ШІ:

8K у поєднанні зі штучним інтелектом для маркування уражень у режимі реального часу (наприклад, співпраця Sony з Olympus для розробки ендоскопії 8K+AI).

3D-голографічна проекція:

Інтраопераційна голографічна навігація зображеннями (наприклад, Microsoft HoloLens 2, що інтегрує ендоскопічні дані).

Бездротова передача 4K/8K:

Мережа 5G підтримує дистанційну пряму трансляцію хірургічних операцій у форматі 4K (пілотний проект у Головному шпиталі Народно-визвольної армії).

Гнучкий 3D-ендоскоп:

Гнучкий 3D електронний ендоскоп (підходить для вузьких дихальних шляхів, таких як бронхи та жовчні протоки).

підсумувати

Ендоскопічна технологія 4K/8K+3D змінює стандарти малоінвазивної хірургії:

На діагностичному рівні значно зріс рівень виявлення раннього раку, що зменшило кількість пропущених діагнозів.

Хірургічний рівень: 3D-бачення зменшує операційні труднощі та скорочує час навчання.

У майбутньому інтеграція зі штучним інтелектом, 5G та голографічними технологіями відкриє нову еру «інтелектуальної хірургії».