Εικονική χειρουργική: Η ιατρική εμπνέεται από τα βιντεοπαιχνίδια

Εικονική χειρουργική: Η ιατρική εμπνέεται από τα βιντεοπαιχνίδια

Τα σημερινά παιχνίδια τα οποία μας δίνουν τη δυνατότητα να ζήσουμε την έξαψη μιας μάχης και την εμπειρία ενός διαστημικού ταξιδιού έχουν καταγράψει μια ανοδική πορεία τα τελευταία χρόνια, δημιουργώντας όλο και πιο ρεαλιστικούς εικονικούς κόσμους. Σήμερα σειρά έχει η ιατρική.

Στην ιατρική, η τεχνολογία που απαιτείται είναι κατάτι ανώτερη από αυτή των βιντεοπαιχνιδιών. Η υπολογιστική δύναμη που απαιτείται για την αναπαράσταση ρεαλιστικών εικονικών οργάνων και ιστών είναι ακόμα άπιαστο όνειρο για τους περισσότερους γιατρούς (εκτός από μερικές εξαιρέσεις επιστημόνων οι οποίοι έχουν πρόσβαση σε υπερυπολογιστές).

Παρόλα αυτά σύμφωνα με τον Joseph Teran, βοηθό καθηγητή μαθηματικών στο πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, κάτι τέτοιο θα είναι πολύ σύντομα δυνατό.

Ο Teran οραματίζεται ένα μέλλον στο οποίο οι ιατροί θα μπορούν να εξετάζουν τους ασθενείς τους μέσω ειδικών διαδικασιών και θα δημιουργούν ψηφιακές εικόνες του σώματος τους σε τρείς διαστάσεις. Στη συνέχεια θα μπορούν να αποθηκεύσουν αυτές τις εικόνες και να τις χρησιμοποιήσουν πριν από την πραγματοποίηση των πραγματικών επεμβάσεων.

Οι ιστοί, οι μύες και το δέρμα είναι ελαστικά συμπεριφέρονται με τέτοιο τρόπο και τα χαρακτηριστικά τους μπορούν να εκφραστούν χρησιμοποιώντας την κλασική μαθηματική θεωρία, σχολιάζει ο Teran.

Για την ανάπτυξη εικονικών μοντέλων ασθενών, οι γιατροί θα πρέπει να δημιουργήσουν γεωμετρικές αναπαραστάσεις των ιστών και των οργάνων είτε με τη βοήθεια της μεθόδου απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού (MRI) είτε μέσω της υπολογιστικής τομογραφίας (CT).

Οι πληροφορίες που παρέχουν αυτοί οι σαρωτές προς το παρόν βρίσκονται στη μορφή αριθμών και αναπαριστούν σκιές γρι χρώματος, οι οποίες είναι ανεπαρκής για την δημιουργία ακριβούς απεικόνισης.

«Πρόκειται για ένα πρόβλημα χειρισμού δεδομένων, επειδή αυτές οι πληροφορίες δεν βρίσκονται στη σωστή μορφή,» σχολιάζει ο Teran. Επίσης ο ίδιος εκτιμάει ότι εάν 20 περίπου ειδικοί ασχοληθούν με τη συγκεκριμένη μελέτη για περίπου 9 μήνες θα μπορούσαν να δημιουργήσουν ένα σχεδόν πανομοιότυπο μοντέλο του ανθρώπινου σώματος.

Ποια είναι η λύση; Γρήγορα υπολογιστικά συστήματα με βελτιωμένα λογισμικά αλγορίθμων τα οποία θα μπορούν να λύσουν μαθηματικά προβλήματα τα οποία έχουν άγνωστους συντελεστές και πολλαπλές ανεξάρτητες παραμέτρους.

Ο Teran πιστεύει ότι η τεχνολογία θα μπορούσε να συναντήσει τις απαιτήσεις μας ενώ οι ερευνητές θα πρέπει να είναι έτοιμοι για τη μέρα που η βελτιωμένη τεχνολογία θα είναι διαθέσιμη.

«Ακόμα και ελλείψει προχωρημένων επεξεργαστών, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν συστοιχίες υπολογιστών σε πανεπιστήμια για τη δοκιμή των αλγορίθμων,» σχολιάζει ο Teran.

Κάποιοι από τους συναδέλφους του Teran εργάζονται με την εταιρεία Intel έτσι ώστε να βεβαιωθούν ότι το λογισμικό τους πρόκειται να δουλέψει με μελλοντικές γενιές της τεχνολογίας Intel.

Μέχρι σήμερα, τα μοντέλα της εικονικής χειρουργικής έχουν χρησιμοποιηθεί πρωτίστως για την δημιουργία εικόνων πριν και μετά τη διαδικασία επέμβασης. Κάποιες άλλες χρήσεις περιορίζονται στην προσομοίωση συγκεκριμένων μερών του σώματος, όπως ένα ζωτικό όργανο, μια συστοιχία μυών ή μια κρανιοεγκεφαλική δυσμορφία.

Στην πλαστική χειρουργική, η δυνατότητα της εικονικής απεικόνισης έχει χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό δυσλειτουργιών κίνησης, όπως αυτές που σχετίζονται με την εγκεφαλική δυσλειτουργία, επιτρέποντας στους χειρουργούς, μέσω ενός υπολογιστή, να αναδιαρθρώνουν το σκελετικό μοντέλο του ασθενούς, δίνοντας λιγότερη έμφαση σε αποδυναμωμένους μύες και περισσότερη σε δυνατότερους πριν ακόμα φτάσουν στο χειρουργείο.

Η εικονική χειρουργική που χρησιμοποιείται με αυτόν τον τρόπο περιορίζεται από την διαθέσιμη τεχνολογία, καθώς οι περισσότεροι υπολογιστές που χρησιμοποιούνται από τους χειρουργούς για αυτή τη δοκιμασία μπορούν μόνο να δώσουν όχι ιδιαίτερα ξεκάθαρες εικόνες οργάνων, ιστών, και μυών. «Είναι κάτι που υπάρχει αλλά σε περιορισμένη κλίμακα,» τονίζει ο Teran.

Ο Teran, ο οποίος δούλεψε με τον πλαστικό χειρουργό Court Cutting στο πανεπιστήμιο της Νέα Υόρκης χρησιμοποίησε γραφικές μεθόδους για την ανάπτυξη στατιστικών περιγραφών με εικόνες τριών διαστάσεων που αναπαριστούν κρανιοεγκεφαλικές δυσμορφίες και προτείνουν χειρουργικές μεθόδους για την διόρθωση τους. Ο Cutting χρησιμοποιεί σαρώσεις από κάθε ασθενή και μέσω ενός υπολογιστή τις εφαρμόζει σε φωτογραφίες ενός φυσιολογικού κρανίου.

Από τη στιγμή που θα είναι διαθέσιμα τόσο το λογισμικό αλλά και η κατάλληλη υπολογιστική ισχύς, θα χρειαστούν περίπου 20 χρόνια έτσι ώστε η νέα αυτή τεχνολογία να γίνει ευρέως διαθέσιμη και να χρησιμοποιείται από νοσοκομεία και κέντρα υγείας.

Επίσης όπως τονίζει ο Teran, οι γιατροί θα έχουν πρόσβαση σε συστήματα τα οποία θα τους επιτρέπουν να δημιουργούν την προσομοίωση ανωμαλιών σε οποιοδήποτε όργανο, τεχνολογία η οποία θα βασίζεται επίσης σε μεθόδους απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού (MRI) και υπολογιστικής τομογραφίας (CT).

Διάβασε επίσης: Κακή διαχείριση χρόνου και κακός προγραμματισμός

Προηγούμενο άρθροΗλεκτροδότηση κοραλλιογενών υφάλων;
Επόμενο άρθροΟι σκοτεινοί παντογνώστες τηλεσχολιαστές
Κατά γενική ομολογία θεωρούμε ξεγραμμένος ή πιο σωστά αποτυχημένος. Αφού σας συστήθηκα, πάμε παρακάτω. Για εμένα δεν υπάρχουν διλήμματα, γιατί ξέρω τι θέλω και τι αναζητώ στη ζωή μου. Από μικρός έπαψα να συμβιβάζομαι και άρχισα να αγωνίζομαι. Το Μοναδικό μου εργαλείο είναι το γράψιμο και η ουδέτερη σκέψη μου.
ΚΟΙΝΟΠΟΙΗΣΗ

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Παρακαλώ εισάγετε το σχόλιο σας!
Παρακαλώ εισάγετε το όνομά σας