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巴塞尔大学推出虚拟现实手术系统
2020-09-14 10:56:13   

  日前,巴塞尔大学(University of Basel)的研究人员开发了一套系统——SpectoVive,这是基于HTC Vive进行工作的一个系统,通过VR技术增强诊断准确率,从而精准规划手术。

  研发人员来自巴塞尔大学生物医学工程学院及其附属医院。通常在手术前,外科医生们需要获得对手术对象身体结构尽可能精确的解剖学图像(骨骼、血管、肌肉等),才能进行手术计划,比如确定切口的大小、位置,如何避开其他脏器和神经,以获得完善和成功的手术效果。

  传统的影像学检查工具,例如CT、MRI等技术,虽然可以提供静态的3维立体影像,但手术医生在观看的时候仍然只是一个平面的观察视角。巴塞尔大学的技术人员和医生研发的这套SpectoVive,使用计算机断层扫描技术,获取二维截面,实时生成三维图像,通过复杂的程序和高性能显卡,加快渲染速度已达到VR头显示展示时必需的帧率。让手术医生可以在虚拟环境中,直接通过逼真的实时3D影像来检测人体结构,做出最合理的手术方案。此外,SpectoVive系统还可以执行流体阴影渲染(对各种液态的扫描,比如血液和组织液等),这对于创建逼真的深度印象很重要。

  把CT图像转换为3D形式播放并不是一项新技术。很多3D图像不可用于虚拟环境的问题在于其实时渲染的速度。至少要保证180帧/S,即单眼90帧/S的速率,才不会造成眩晕。以SpectoVive研发结果来看,技术人员的解决方案是在建立一套系统处理扫描数据的软件、以及使用高性能显卡上。

  如视频所示,使用这套系统,医生戴上Vive头显,可以在虚拟环境中检查一个人体的骨骼结构 ,这个过程可以通过随意放大、翻转查看不同角度的骨骼、调整视角和同时查看3D视图和常规CT图像。用巴塞尔生物工程学院研发团队的Philippe C. Cattin教授的话说就是,VR为医生提供了一种非常直观的方式来获得视觉概述并了解在手术过程中可能发生的情况。


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