3D дисплей для хирургов

Научно-исследовательскими институтами Берлина, в числе которых знаменитый институт Фраунгофера, разработан новый объемный дисплей для использования в медицине. 

Новый монитор может не только выполнять 3D-визуализацию, но и имеет встроенную функцию перемещения и вращения изображения без необходимости прикосновения к нему. Это удобно, в частности, при проведении операций, где руки хирурга должны быть стерильными, и он не может работать с манипулятором или другими приборами. 

Чтобы изучить трехмерное изображение, которое отображается на мониторе, врач просто садится на кресло перед ним. Если ему нужно повернуть изображение или наклонить его, он просто поднимает палец вверх и нажимает виртуальную кнопку в воздухе. Используя другой жест, он может вызвать на экран следующее изображение. 3D-монитор может формировать изображение органов пациента под таким же углом зрения, под которым хирург видит их на операционном столе. 

К ак система понимает жесты хирурга? Над дисплеем установлено две камеры. Поскольку они фиксируют положение пальца с разных углов зрения, появляется возможность определить его точное положение в пространстве. Камеры фиксируют 100 кадров в минуту. Третья камера, которая интегрирована в монитор, направлена на лицо и глаза хирурга. Она фиксирует наклон головы и направление взгляда, после чего данные передаются на обработку специальной программе. Используя полученные данные, программа генерирует пару стереоскопических изображений – одно для левого глаза, а другое – для правого. Если хирург немного наклоняет или поворачивает голову, изображения тут же адаптируются под новое положение. 

На рисунке 287 показан 3D-дисплей для хирургов.

Рисунок 287. 3D-дисплей для хирургов

Трехмерная графика. 

Волюметрический дисплей Perspecta Spatial 3D

Perspecta Spatial 3D уже имеет практическое применение в инженерной науке и медицине. Устройство предназначено для вывода трехмерного изображения с персональных компьютеров. Внешне оно совсем не похоже на привычный экран на базе ЭЛТ или ЖК-матрицы. Perspecta Spatial 3D представляет собой прозрачную сферу диаметром 51 см, размещенную на специальной подставке. Никаких специальных очков, для того чтобы видеть трехмерное цветное изображение, не требуется. Чтобы посмотреть на отображаемый предмет с другого ракурса, достаточно подойти к дисплею с другой стороны. Качество изображения не зависит и от угла, под которым смотрит наблюдатель.

На рисунке 288  показан прибор Perspecta Spatial 3D.

Рисунок 288. Прибор Perspecta Spatial 3D

Рисунок 289. Дисплей Perspecta Spatial 3D, отображающий трехмерную модель человеческого сердца

К компьютеру Perspecta Spatial 3D подключается через интерфейс Ethernet, а для формирования трехмерного изображения используются технологии  OpenGL и VRML. Число вокселей (объемных пикселей) в изображении может достигать 100 млн. Система работает по принципу пересчета декартовых (прямоугольных) координат в сферические. Полученные сферические координаты затем используются для подсветки вокселей на проекционном экране, вращающемся со скоростью 10 оборотов в секунду. Устройство предназначено для применения в самых разных областях - от медицины до геофизики и оборонных технологий.

На рисунке 289 показан дисплей Perspecta Spatial 3D, отображающий трехмерную модель человеческого сердца. На рисунке 290  показана работа врача с прибором Perspecta Spatial 3D.

Рисунок  290.

Работа врача с прибором Perspecta Spatial 3D

Трехмерная графика. Трехмерное УЗИ

Трехмерное УЗИ (3D) позволяет получить объемное изображение плода. Это значительно повышает качество диагностики, а родителям позволяет увидеть будущего малыша. С помощью трехмерного УЗИ они могут сами определить пол ребенка, посмотреть на него в движении, и даже пересчитать каждый пальчик на ручках.

Самая главная ценность исследования на этом аппарате – максимальная точность информации о здоровье ребенка. Уровень аппаратуры таков, что работая в том и другом режимах - 3D и 2D – диагностики, позволяет выявить «незамеченные» другими аппаратами пороки развития. А это очень важно для здоровья будущего ребенка, в некоторых случаях – это вопрос жизни. Данные трехмерного исследования дают дополнительную информацию, особенно для диагностики некоторых пороков развития плода. Сочетание квалифицированного двухмерного и трехмерного ультразвука – диагностический метод в акушерстве, обеспечивающий современное право пациента на полное владение медицинской информацией.

На рисунке 291  изображено трехмерное УЗИ плода.

Рисунок 291. Трехмерное УЗИ плода