3Dheart

Door Doug Freitag, VP of technology and business development, 3DIcon

Medische beeldvorming (röntgenfoto’s, MRI, echo’s, enz.) wordt gebruikt om in korte tijd visuele weergaven van het inwendige van het lichaam te maken voor klinische analyse en medische interventie van complexe ziekten. De markt voor medische beeldvorming is klaar om de komende vijf jaar aanzienlijk te groeien, omdat medische zorgverleners blijven zoeken naar innovatieve manieren om de zorg voor patiënten te verbeteren – de markt was in 2012 maar liefst $ 24,39 miljard waard en zal naar verwachting groeien tot $ 35,35 miljard in 2019.

Traditionele medische beeldvormingssystemen bieden 2D visuele weergaven van menselijke organen, terwijl meer geavanceerde digitale medische beeldvormingssystemen (bijvoorbeeld X-ray CT) zowel 2D als in veel gevallen 3D-beelden van menselijke organen kunnen maken. Systemen die in staat zijn tot 3D digitale medische beeldvorming vormen momenteel slechts een klein deel van de totale markt voor medische beeldvorming – naar verwachting $ 2,9 miljard in 2020 – maar deze is de afgelopen twee jaar effectief in omvang verdubbeld en breidt zich al snel uit naar praktijkgebieden zoals oncologie, orthopedie, verloskunde/gynaecologie, cardiologie en tandheelkunde.

Displays zijn een integraal onderdeel van deze digitale medische beeldvormingssystemen. De huidige systemen zijn voorzien van beeldschermen die alleen visueel de beeldvormingsgegevens kunnen weergeven die in 2D zijn verzameld of in het beste geval in gesimuleerde 3D op 2D. Naarmate er vooruitgang wordt geboekt op het gebied van 3D-schermen, met inbegrip van volumetrische 3D-schermen zonder bril, zijn de potentiële toepassingen eindeloos. Enkele belangrijke verticals binnen de geneeskunde die kunnen profiteren van 3D-beeldvorming worden hieronder geschetst.

MRI/Scan
Een typische CT-scan of MRI produceert honderden beelden in één keer die vervolgens moeten worden beoordeeld. Het is tijdrovend om ervoor te zorgen dat alle hoeken en beelden worden verantwoord, niet alleen voor de patiënt, maar ook voor radiologen en doorverwijzende artsen, die elke doorsnede moeten bekijken alvorens te beslissen over een cursus van behandeling.

Door gebruik te maken van 3D-technologie binnen de medische beeldvorming, bent u in staat om die doorsnede plakjes te nemen en ze gecombineerd in een beknopte 3D-visual van het gebied dat wordt gescand. De 3D-gegevens kunnen worden bekeken zonder extra hulpmiddelen (zonder bril), in echte 3D. Dit vermindert de oogvermoeidheid van de kijkers en verhoogt het cognitieve bewustzijn. Bepaalde 3D-weergavetechnologieën die momenteel worden ontwikkeld, kunnen deze beelden weergeven met resoluties van wel 80.000 voxels (volumetrische pixels), een factor 10 keer hogere resolutie dan commercieel beschikbare 2D-schermen.

Een voorbeeld zou een gezamenlijke evaluatie van een MRI-, CT- of ultrasoonbeeld zijn om de aanwezigheid van een afwijking vast te stellen die anders aan het oog zou worden onttrokken wanneer deze op conventionele 2D- of gesimuleerde 3D op 2D-weergave zou worden bekeken – zoals het zoeken naar een tumor in dicht borstweefsel.

Voordelen zijn onder meer een verbeterd diagnostisch vertrouwen van patiënten, de vervanging van meer invasieve diagnostische procedures, en een gemakkelijk te lezen oplossing voor patiënteneducatie.

Chirurgie
In theorie is het waarschijnlijk gemakkelijk om aan te nemen dat we van binnen “allemaal hetzelfde” zijn, maar het is moeilijk om te garanderen wat je zult vinden totdat je iemand openmaakt. Dus stel je voor dat een chirurg een volledig begrip zou hebben van de werkelijke anatomie van een patiënt voordat hij de operatiekamer binnenstapt.

Huidig moeten chirurgen het probleem van een patiënt “mentaal oplossen” op basis van wat ze weten over de anatomie van de patiënt op basis van 2D-beelden. Met 3D-beeldvorming kan een chirurg een waarheidsgetrouw beeld van de anatomie zien en er op elke gewenste manier mee omgaan, zodat hij het probleem kan oplossen voordat hij een scalpel oppakt.

Het gebruik van dit proces minimaliseert verkennende operaties en procedures, en vermindert ook de schade aan omliggende gezonde weefsels door het behandelingsgebied preciezer aan te wijzen. Het kunnen bekijken van een uitgebreid 3D-beeld van het gebied vóór de operatie beperkt verrassingen in de operatiekamer en verhoogt ook de efficiëntie van de behandeling.

Telemedicine
Het is erg moeilijk om alle gebieden van medische expertise op een enkele locatie te houden, of het nu voor onderzoek of medische behandeling is. 3D-beeldvorming creëert een innovatieve mogelijkheid om medische gegevens nauwkeuriger in 3D weer te geven dan traditionele beeldvormingstechnologieën, die vervolgens gelijktijdig kunnen worden bekeken vanaf verschillende locaties over de hele wereld.

Bedenk eens wat de implicaties zijn voor de geneeskunde op het slagveld, de reactie op rampen of de medische noodhulp, waar passende medische aandacht binnen enkele minuten nodig is om levens te redden. Een 3D-scherm zou medische deskundigen van overal ter wereld in staat stellen om verschillende verwondingen te bekijken en te beoordelen om de behandeling aan te bevelen die wordt uitgevoerd door responders ter plaatse.

Dit beperkt ook de noodzaak om patiënten naar verschillende faciliteiten te vervoeren om door specialisten te worden onderzocht, omdat een echte, 3D-visualisatie van het behandelingsgebied binnen enkele seconden beschikbaar is, waardoor diagnose vanaf elke locatie mogelijk is.

3D Printing
D printing is een ideale partner voor 3D medische beeldvorming vanwege de uniciteit van elke patiënt en de uitdagingen die dit creëert in duurzame bedrijfsmodellen die de verkoop van grote volumes van soortgelijke producten vereisen. Een voorbeeld is protheses, een ander is neonatale specifieke apparatuur voor kortdurende zorg.

Een toepassing op korte termijn is het printen van fysieke modellen uit 3D-gegevens die kunnen worden gebruikt voor het plannen van kritieke operaties of algemene training. In beide gevallen blijft de belangrijkste uitdaging bij 3D-printen de snelheid. Het kan uren of zelfs dagen duren om een geprint model te maken van de werkelijke 3D-gegevens van medische beeldvorming, en als 3D-gegevens van medische beeldvorming niet direct beschikbaar zijn, is extra tijd nodig om de afbeelding te maken met behulp van verschillende modelleringshulpmiddelen.

Elke extra iteraties van het geprinte onderdeel verlengen deze tijd alleen maar verder. In het geval van planning of opleiding, zou een 3D-afbeelding de behoefte aan een fysiek model verdringen of aanvullen, omdat de gemaakte afbeelding veel van de voordelen van het fysieke model behoudt, maar het wordt nu gemaakt in seconden versus uren, met aanvullende iteraties met een vergelijkbare snelheid. Het voordeel van snelheid is aanzienlijk, aangezien de medische gebruiker veel sneller informatie nodig kan hebben dan een printer zou toestaan, zelfs wanneer de 3D-beeldvormingsgegevens in real time beschikbaar zijn.

Conclusie
De geneeskunde is een van de snelst veranderende industrieën ter wereld omdat innovatie en technologische vooruitgang elke dag aan het licht komen, en 3D medische beeldvorming is niet anders. De technologie is klaar om te veranderen hoe we diagnosticeren en behandelen een overvloed aan medische scenario’s – waar een beeld is duizend woorden waard, een 3D-beeld kan een leven redden.

Reageren

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.