3Dheart

Af Doug Freitag, VP for teknologi og forretningsudvikling, 3DIcon

Medicinsk billeddannelse (røntgen, MRT, ultralyd osv.) bruges til at skabe visuelle repræsentationer af kroppens indre med henblik på klinisk analyse og medicinsk intervention af komplekse sygdomme på kort tid. Markedet for medicinsk billeddannelse forventes at vokse betydeligt i løbet af de næste fem år, da medicinske udbydere fortsat søger innovative måder at forbedre patientbehandlingen på – det var hele 24,39 mia. dollars værd i 2012 og forventes at vokse til 35,35 mia. dollars i 2019.

Traditionelle medicinske billeddannelsessystemer giver 2D-visuelle repræsentationer af menneskelige organer, mens mere avancerede digitale medicinske billeddannelsessystemer (f.eks. røntgen CT) kan skabe både 2D- og i mange tilfælde 3D-billeder af menneskelige organer. Systemer, der er i stand til digital medicinsk 3D-billeddannelse, udgør i øjeblikket kun en lille del af det samlede marked for medicinsk billeddannelse – der forventes at nå op på 2,9 mia. dollars i 2020 – men det er faktisk fordoblet i størrelse i løbet af de sidste to år og er allerede ved at ekspandere hurtigt til praksisområder som onkologi, ortopædi, obstetrik/gynækologi, kardiologi og tandpleje.

Displays er en integrerende del af disse digitale medicinske billeddannelsessystemer. De nuværende systemer er forsynet med skærme, der kun visuelt kan repræsentere de billeddannelsesdata, der er indsamlet i 2D eller i bedste fald i simuleret 3D på 2D. Efterhånden som der fortsat gøres fremskridt inden for 3D-skærme, herunder volumetriske 3D-skærme uden briller, er de potentielle anvendelsesmuligheder uendelige. Nogle vigtige vertikale sektorer inden for medicin, der kan drage fordel af 3D-billeddannelse, er skitseret nedenfor.

MRI/Scan
En typisk CT-scanning eller MRT producerer hundredvis af billeder på én gang, som derefter skal gennemgås. Det er tidskrævende at sikre, at der er taget højde for alle vinkler og billeder, ikke kun for patienten, men også for radiologer og henvisende læger, som skal se på hvert enkelt tværsnitsbillede, før de beslutter sig for et behandlingsforløb.

Gennem at udnytte 3D-teknologi inden for medicinsk billeddannelse er man i stand til at tage disse tværsnitsbilleder og kombinere dem til et kortfattet 3D-visuelt billede af det område, der scannes. 3D-dataene kan ses uden yderligere synshjælpemidler (uden briller) i ægte 3D. Dette reducerer øjentræthed hos seerne og øger den kognitive bevidsthed. Visse 3D-skærmteknologier, der i øjeblikket er under udvikling, kan vise disse billeder med opløsninger på helt op til 80 000 voxels (volumetriske pixels), hvilket er en faktor 10 gange højere opløsning end kommercielt tilgængelige 2D-skærme.

Et eksempel kunne være en fælles evaluering af et MRI-, CT- eller ultralydsbillede for at fastslå tilstedeværelsen af en anomali, som ellers ville være skjult, når den blev set på konventionelle 2D-skærme eller simuleret 3D på 2D-skærme – som f.eks. at lede efter en tumor i tæt brystvæv.

Fordelene omfatter forbedret diagnostisk tillid hos patienterne, erstatning af mere invasive diagnostiske procedurer og en letlæselig løsning til patientuddannelse.

Kirurgi
I teorien er det nok let at antage, at vi “alle er ens” indeni, men det er svært at garantere, hvad man finder, før man åbner nogen op. Så forestil dig, hvis en kirurg havde en fuldstændig forståelse af en patients faktiske anatomi, inden han træder ind i operationsstuen.

I øjeblikket skal kirurger “mentalt løse” en patients problem på baggrund af det, de ved om patientens anatomi fra 2D-billeder. Med 3D-billeddannelse kan en kirurg se et sandt billede af anatomien og interagere med den på den måde, han/hun ønsker, så han/hun kan løse det pågældende problem, før han/hun tager en skalpel i hånden.

Anvendelse af denne proces minimerer udforskende operationer og procedurer og mindsker også skaderne på det omkringliggende sunde væv ved mere præcist at udpege behandlingsområdet. Ved at kunne se et omfattende 3D-billede af området før operationen begrænser man overraskelser på operationsstuen og øger også effektiviteten af behandlingen.

Telemedicin
Det er meget vanskeligt at bevare alle områder af medicinsk ekspertise på et enkelt sted, hvad enten det er til forskning eller medicinsk behandling. 3D-billeddannelse skaber en innovativ mulighed for at repræsentere medicinske data mere præcist i 3D end traditionelle billeddannelsesteknologier, som derefter kan ses samtidig fra forskellige steder i verden.

Tænk på konsekvenserne for medicin på slagmarken, katastrofeberedskab eller medicinsk nødhjælp, hvor der er behov for passende medicinsk behandling inden for få minutter for at redde liv. En 3D-skærm ville gøre det muligt for medicinske eksperter fra hele verden at gennemgå og vurdere forskellige skader med henblik på at anbefale behandling, der udføres af reddere på stedet.

Dette begrænser også behovet for at transportere patienter til forskellige faciliteter for at blive undersøgt af specialister, fordi en ægte 3D-visualisering af behandlingsområdet er tilgængelig på få sekunder, hvilket giver mulighed for at stille en diagnose fra et hvilket som helst sted.

3D-printning
3D-printning er en ideel partner for 3D-medicinsk billeddannelse på grund af den unikke karakter af hver enkelt patient og de udfordringer, som dette skaber i bæredygtige forretningsmodeller, der kræver salg af store mængder af lignende produkter. Et eksempel er proteser, mens et andet er neonatalspecifikt udstyr til kortvarig pleje.

En anvendelse på kort sigt er udskrivning af fysiske modeller ud fra 3D-data, der kan bruges til planlægning af kritiske operationer eller generel træning. I begge tilfælde er den primære udfordring med 3D-printning fortsat hastigheden. Det kan tage timer eller endog dage at skabe en udskrevet model ud fra faktiske medicinske 3D-billeddannelsesdata, og hvis der ikke er let tilgængelige medicinske 3D-billeddannelsesdata, er det nødvendigt med yderligere tid til at skabe billedet ved hjælp af forskellige modelleringsværktøjer.

Alle yderligere iterationer af den udskrevne del forlænger blot denne tid. I forbindelse med planlægning eller træning vil et 3D-display erstatte eller supplere behovet for en fysisk model, fordi det skabte billede bevarer mange af fordelene ved den fysiske model, men det skabes nu på sekunder i stedet for timer, med yderligere iterationer med en lignende hastighed. Fordelen ved hastigheden er betydelig, da den medicinske bruger kan have brug for oplysninger meget hurtigere, end en printer kan tillade, selv når 3D-billeddannelsesdataene er tilgængelige i realtid.

Slutning
Medicin er en af de mest hurtigt skiftende industrier i verden, da innovation og teknologiske fremskridt kommer frem i lyset hver dag, og 3D-medicinsk billeddannelse er ikke anderledes. Teknologien er klar til at ændre den måde, vi diagnosticerer og behandler et væld af medicinske scenarier – hvor et billede siger mere end tusind ord, kan et 3D-billede redde et liv.

Leave a comment

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.