3Dheart

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

Medicinsk avbildning (röntgen, MRT, ultraljud etc.) används för att skapa visuella representationer av kroppens inre för klinisk analys och medicinska ingripanden vid komplexa sjukdomar på kort tid. Marknaden för medicinsk avbildning kommer att växa kraftigt under de kommande fem åren eftersom medicinska leverantörer fortsätter att söka efter innovativa sätt att förbättra patientvården – den var värd så mycket som 24,39 miljarder dollar 2012 och förutspås växa till 35,35 miljarder dollar år 2019.

Traditionella medicinska avbildningssystem ger visuella 2D-bilder av mänskliga organ medan mer avancerade digitala medicinska avbildningssystem (t.ex. röntgen-CT) kan skapa både 2D- och i många fall 3D-bilder av mänskliga organ. System som kan göra digitala medicinska 3D-bilder är för närvarande bara en liten del av den totala marknaden för medicinsk avbildning – som beräknas uppgå till 2,9 miljarder dollar år 2020 – men den har i praktiken fördubblats i storlek under de senaste två åren och expanderar redan snabbt till verksamhetsområden som onkologi, ortopedi, obstetrik/gynekologi, kardiologi och tandvård.

Displayer är en integrerad del av dessa digitala medicinska bildbehandlingssystem. De nuvarande systemen är försedda med bildskärmar som endast visuellt kan representera de bilddata som samlats in i 2D eller i bästa fall i simulerad 3D på 2D. I takt med att framsteg görs när det gäller 3D-skärmar, inklusive glasögonfria volumetriska 3D-skärmar, är de potentiella tillämpningarna oändliga. Några viktiga vertikala sektorer inom medicinen som kan dra nytta av 3D-avbildning beskrivs nedan.

MRI/Scan
En typisk datortomografi eller MRT producerar hundratals bilder på en gång som sedan måste granskas. Det är tidskrävande att se till att alla vinklar och bilder beaktas, inte bara för patienten utan även för radiologer och remitterande läkare, som måste titta på varje enskild tvärsnittsbild innan de bestämmer sig för en behandling.

Då man använder 3D-teknik inom medicinsk avbildning kan man ta dessa tvärsnittsbilder och kombinera dem till en kortfattad 3D-bild av det område som skannas. 3D-data kan ses utan ytterligare hjälpmedel (utan glasögon), i äkta 3D. Detta minskar ögontröttheten hos betraktarna och ökar den kognitiva medvetenheten. Vissa 3D-skärmtekniker som för närvarande är under utveckling kan visa dessa bilder med så höga upplösningar som 80 000 voxels (volumetriska pixlar), en faktor 10 gånger högre upplösning än kommersiellt tillgängliga 2D-skärmar.

Ett exempel är en gemensam utvärdering av en MRT-, CT- eller ultraljudsbild för att fastställa förekomsten av en anomali som annars skulle döljas när den betraktas i konventionell 2D eller simulerad 3D på 2D-skärm – till exempel för att leta efter en tumör i tät bröstvävnad.

Fördelarna omfattar förbättrat diagnostiskt förtroende hos patienterna, ersättning av mer invasiva diagnostiska förfaranden och en lättläst lösning för patientutbildning.

Kirurgi
I teorin är det nog lätt att anta att vi är ”alla likadana” på insidan, men det är svårt att garantera vad man kommer att hitta förrän man öppnar upp någon. Tänk om en kirurg hade en fullständig förståelse för patientens faktiska anatomi innan han eller hon går in i operationssalen.

För närvarande måste kirurgerna ”mentalt lösa” patientens problem baserat på vad de vet om patientens anatomi från 2D-bilder. Med 3D-bilder kan kirurgen se en sann bild av anatomin och interagera med den på valfritt sätt, vilket gör att de kan lösa problemet innan de tar upp skalpellen.

Användning av denna process minimerar utforskande operationer och ingrepp och minskar också skadorna på omgivande friska vävnader genom att behandlingsområdet kan fastställas mer exakt. Att kunna se en omfattande 3D-bild av området före operationen begränsar överraskningar i operationssalen och ökar också effektiviteten i behandlingen.

Telemedicin
Det är mycket svårt att hålla alla områden av medicinsk expertis på en enda plats, oavsett om det gäller forskning eller medicinsk behandling. 3D-avbildning skapar en innovativ möjlighet att mer exakt representera medicinska data i 3D än traditionell avbildningsteknik, som sedan kan ses samtidigt från olika platser runt om i världen.

Tänk på konsekvenserna för medicin på slagfältet, katastrofinsatser eller akutsjukvård, där lämplig medicinsk behandling behövs inom några minuter för att rädda liv. En 3D-skärm skulle göra det möjligt för medicinska experter från var som helst i världen att granska och bedöma olika skador för att rekommendera behandling som utförs av de som är på plats.

Detta begränsar också behovet av att transportera patienter till olika anläggningar för att undersökas av specialister, eftersom en äkta 3D-visualisering av behandlingsområdet finns tillgänglig på några sekunder, vilket gör det möjligt att ställa en diagnos var som helst.

3D-utskrift
3D-utskrift är en idealisk partner för medicinsk 3D-avbildning på grund av att varje patient är unik och de utmaningar detta skapar i hållbara affärsmodeller som kräver försäljning av stora volymer av liknande produkter. Ett exempel är proteser, medan ett annat är neonatalspecifik utrustning för korttidsvård.

En tillämpning på kort sikt är utskrift av fysiska modeller från 3D-data som kan användas för att planera kritiska operationer eller allmän träning. I båda fallen är den främsta utmaningen med 3D-utskrift fortfarande hastigheten. Det kan ta timmar eller till och med dagar att skapa en utskriven modell från faktiska medicinska 3D-bilddata, och om medicinska 3D-bilddata inte är lättillgängliga krävs ytterligare tid för att skapa bilden genom olika modelleringsverktyg.

Alla ytterligare iterationer av den utskrivna delen fortsätter bara att förlänga denna tid. När det gäller planering eller utbildning skulle en 3D-skärm ersätta eller komplettera behovet av en fysisk modell, eftersom den bild som skapas behåller många av fördelarna med den fysiska modellen, men den skapas nu på några sekunder i stället för timmar, med ytterligare iterationer i en liknande takt. Fördelen med snabbhet är betydande, eftersom den medicinska användaren kan behöva information mycket snabbare än vad en skrivare kan tillåta, även när 3D-bilddata är tillgängliga i realtid.

Slutsats
Medicinen är en av de mest snabbt föränderliga branscherna i världen eftersom innovation och tekniska framsteg kommer i dagen varje dag, och medicinsk 3D-bildbehandling är inte annorlunda. Tekniken är redo att förändra hur vi diagnostiserar och behandlar en mängd olika medicinska scenarier – där en bild säger mer än tusen ord kan en 3D-bild rädda ett liv.

Lämna en kommentar

Din e-postadress kommer inte publiceras.