3 курс / Топографическая анатомия и оперативная хирургия / Клиническая анатомия / Клиническая_анатомия_для_хирургов,_выполняющих_лапароскопические

Р и с . 2 1 . 6 . Э д в и н Л и н к ( E d w i n L i n k ) на п е р в о м л е т н о м т р е н а ж е р е в 1 9 3 9 г . (с р а з р е ш е - н и я С . А . С . Link, C o r p . ) .

пуляций на тренажерах при обучении технике лапароскопических операции неиммерсионный способ (так называемый взгляд через окно) может быть предпочтительнее, поскольку хирург смотрит на видеомонитор как если бы он смотрел на операционное поле при выполнении открытой операции. Поскольку хирургу при выполнении открытой операции нет необходимости ощущать себя «внутри» пациента, то для того, чтобы достать и удалить желчный пузырь во время лапароскопической операции и на тренажере с погружением в виртуальную среду H M D может не обеспечить естественную взаимосвязь между человеком и машиной. Если для работы был выбран HM D*дисплей, то при этом должна быть веская причина для компенсации утраты хирургом интуитивности. С другой стороны, гибковолоконная эндоскопия обеспечивает иллюзию нахождения внутри кишки, бронха или синуса и, следовательно, при этом для получения видеоинформации предпочтительнее всего использовать H M D . В университете штата Северная Каролина архитекторы использовали методику погружения в виртуальную среду для того, чтобы «пройти» сквозь стены их виртуальных зданий. Для того чтобы создать иллюзию действительного прохождения сквозь стены здания, чаще всего использовался не HMD* д и с п л е й , а т р е д м и л л * д о р о ж к а , у с т а н о в л е н н а я перед э к р а н о м , распространяющимся во всю стену. При этом в качестве «метафоры» нужен соответствующий дисплей, использующий необходимые в данной ситуации символы или контекст (например, H M D , монитор или настенный экран), для того чтобы имитировать, что человек видит в действительности и как он взаимодействует с окружающей сто средой. Наиболее широко известными компьютерными метафорами в настоящее время являются панели компьютеров Macintoch, которые представляет экран компьютера как если бы это была поверхность

сложность процессов создания виртуального мира и способов взаимодействия в нем, становится очевидным, что для этого требуется интенсивная работа компьютеров. В первом поколении тренажеров, создающих виртуальную среду (V RSS), о которых шла речь выше, изображения получались не очень реальными. Для того чтобы была возможность осуществлять взаимодействие в виртуальной среде между человеком и компьютером в реальном режиме времени, органы, воссоздаваемые компьютером, не должны быть слишком сложными, поскольку в настоящее время мощности компьютеров пока еще не хватает. Компромисс в этой ситуации может быть найден путем создания как бы рисованных (мультипликационных) объектов, которые могут перемещаться, которые можно разрезать и т. д. По мерс увеличения мощности компьютеров реалистичность искусственно создаваемых образов будет возрастать.

Области применения

Изначально виртуальная реальность применялась в хирургии в двух областях — для обучения хирургов и для выполнения хирургических вмешательств.

Вобласти обучения хирургов тренажеры, создающие виртуальную среду,

восновном будут использоваться для изучения топографической анатомии. Для этого может быть создан трехмерный «виртуальный труп», после чего студент может «перемещаться» вдоль и поперек по этому «телу» и его внутренним органам и тканям, внутри и между органами и изучать реальные анатомические взаимоотношения органов и тканей, чего далеко не всегда можно добиться при препаровке настоящего трупа. Кроме того, студент может «стать совсем миниатюрным» и «проникнуть» в просвет желудочно*кишечного тракта, «проходя» через желудок, двенадцатиперстную кишку, желчевыводящие протоки, осматривая стенки этих органов, как если бы он выполнял эндоскопию. Группа исследователей из Калифорнийского университета (Сан*Диего) попыталась совместить мультимедийную ин ф орм ацию (например, данные гистологии, рентгенографии и видеороликов выполнения различных хирургических операций) для создания «четырехмерных» образовательных программ. К примеру, при учебном «прохождении» через ободочную кишку и обнаружении там раковой опухоли студент может «выполнить» биопсию ткани (при этом появится изображение гистологической структуры данной опухоли), или попросить провести диагностическую ирригоскопию (с цифровой обработкой рентгенограмм), или просмотреть видеоролик с резекцией сигмовидной кишки. Помимо сведений по нормальной анатомии, имеется перечень врожденных анатомических аномалий, различных заболеваний или травм, которым целесообразно дополнить обучающую программу для моделирования многих патологических состояний, встречающихся хирургу хотя бы одни раз за все время его профессиональной деятельности. Вскоре будет завершен проект Национальной медицинской библиотеки "Visible H um an" (что можно перевести как «Видимый человек»). Этот проект представляет собой стандартизованный виртуальный труп, созданный на основе аккумулированных данных компьютерной томографии, магнитно*ядерной томографии и фотокриотомографии реальных трупов, который будет как бы национальной стандартной базой данных для всех обучающихся и проводящих научные исследования врачей.

Вторая область, где может быть применена виртуальная реальность, это изучение техники выполнения различных оперативных вмешательств. Здесь

существуют два основных метода. «Неиммерсиоииый» способ (или принцип «взгляда через окно») основан на использовании манекенов и реальных хирургических инструментов для различных манипуляций в комбинации с сенсорной связью и с трехмерными виртуальными образами, создаваемыми на экране монитора. «Иммерсионный» способ требует использования HM D и создания виртуального мира, который включает, в том числе, моделирование виртуальных хирургических инструментов. Однако этот способ в настоящее время не обеспечивает сенсорной связи с хирургом. Модели псиммерсиопиого способа были использованы Медицинской корпорацией Сайн (Cine, Вудбсри, штат Коннектикут, СШ А) и корпорацией Ксиоп (X ion Inc., Сиэтл, штат Вашингтон, СШ А) для воспроизведения лапароскопической холецистэктомии, тогда как иммерсионный способ был применен Корпорацией высоких технологий (High Techsplanations Inc., Роквилл, штат М эриленд, С Ш А ) в оперативной урологии (рис. 21.7, 21.8) и Техническим университетом штата Джорджия

вофтальмологии. Эти модели пока еще не прошли окончательных испытаний

вкачестве обучающих программ, поэтому все еще могут (и должны) возникать вопросы типа «насколько реалистичным должен быть получаемый образ?», или «каково значение сенсорной обратной связи?», или «возможно ли улучшение процесса обучения?». Тем не менее можно проводить непосредственную аналогию с развитием летных тренажеров, и попятно, что мощность компьютеров возрастает экспоненциально. При этом по мере возрастания четкости и качества графических изображений становится ясно, что однажды будет создан хирургический тренажер*имитатор, который сможет создавать вполне реалистичную картину оперативного вмешательства и реальные действия хирурга при выполнении операции.

Список литературы

1 Brooks FC . (1991) Grasping reality through illusion. In: Rheingold H, ed. Virtual reality. Summit Books, New York. 36—49.

2 Ellis SR. (1991) 'Prologue'. Pictorial communication in virtual and real environments.

Taylor & Francis, Philadelphia. 3—11