Systeem kan medische beelden in 3D projecteren op bewegende patiënt

Allerlei medische beelden kunnen artsen helpen een beeld te krijgen van de interne anatomie van een patiënt. Deze beelden worden echter in 2D weergegeven, wat betekent dat artsen de beelden in hun hoofd moeten omzetten in 3D om zich bijvoorbeeld voor te bereiden op een operatie. Een nieuw systeem biedt uitkomst. Het systeem kan 2D medische beelden omzetten in een 3D-weergave en deze weergave projecteren op het lichaam van een patiënt. Artsen krijgen hierdoor een beter beeld van de interne anatomie van een patiënt.

Het nieuwe systeem heet ProjectDR en projecteert een 3D-weergave op basis van medische beelden zoals CT-scans en MRI-data rechtstreeks op het lichaam van een patiënt. Artsen bepalen zelf wat zij precies willen bekijken. Zo is het mogelijk volledig medische beelden te projecteren, maar ook bepaalde segmenten van deze beelden zoals de longen of bloedvaten. 

Interne anatomie in de context van het lichaam

ProjectDR is een project van onderzoekers van de Canadese Universiteit van Alberta. “We wilden een systeem creëren dat artsen de interne anatomie van een patiënt kan tonen in de context van het lichaam”, legt Ian Watts, een afstudeerstudent Computerwetenschappen van de University of Alberts, uit. Watts heeft ProjectDR samen met afstudeerstudent Michael Fiest ontwikkeld. Artsen kunnen met behulp van ProjectDR niet alleen een beter beeld krijgen van onder andere de organen van een patiënt, maar deze ook beter plaatsen in de context van het lichaam van een patiënt. 

Opvallend aan het systeem is dat de 3D-beelden automatisch worden aangepast aan de bewegingen van een patiënt. Voor een correcte weergave van de beelden hoeft de patiënt hierdoor niet in een bepaalde houding volledig stil te zitten, wat het comfort voor de patiënt vergroot. Daarnaast kunnen artsen medische beelden vanuit iedere gewenste hoek bekijken en weten zij zeker dat de beelden ongeacht de exacte positie van de patiënt correct worden weergegeven.

Bewegingsinterpretatie

Voor het aanpassen van de beelden aan de bewegingen van de patiënt wordt gebruikt gemaakt van een bewegingsinterpretatiesysteem. Dit systeem brengt de bewegingen van de patiënt nauwkeurig in kaart met behulp van infrarood camera’s en markeringen op het lichaam van de patiënt. Software die door Watts speciaal voor ProjectDR is geschreven past de 3D-beelden automatisch aan op de bevindingen van het bewegingsinterpretatiesysteem, zodat de beelden altijd correct worden weergegeven op het lichaam. 

De ontwikkelaars van ProjectDR hebben uiteenlopende toepassingen voor ogen voor hun technologie. Zo kunnen chirurgen het systeem gebruiken om zich voor te bereiden op een operatie, maar kan ProjectDR ook gebruikt worden om artsen en chirurgen in opleiding te trainen. “Er zijn veel toepassingen voor deze technologie, waaronder lesgegeven, fysiotherapie, laparoscopische chirurgie en het plannen van operaties”, legt Watts uit. 

Testen

Het systeem is nog in ontwikkeling; op korte termijn wordt de haalbaarheid van het systeem getest in een klinische omgeving. “Binnenkort rollen we ProjectDR uit in een operatiekamer in een chirurgisch simulatielaboratorium om de voor- en nadelen bij chirurgische toepassingen in de praktijk te testen”, aldus Pierre Boulanger, hoogleraar Computerwetenschappen bij de University of Alberta. Greg Kawchuk, co-supervisor van het project en verbonden aan de Faculteit van Rehabilitatiemedicijnen, voegt toe: “We voeren ook pilotstudies uit om de bruikbaarheid van het systeem voor het leren van chiropractische en fysiotherapeutische procedures te testen.” 

Zodra deze testen zijn afgerond verwacht het onderzoeksteam het systeem op korte termijn te kunnen uitrollen in de praktijk. 

EchoPixel

Een bedrijf wat al langer 2D medische beelden omzet in 3D-beelden is EchoPixel. Dit bedrijf heeft True 3D ontwikkeld, een visualisatiesysteem dat specifiek gericht is op de medische sector. True 3D biedt artsen de mogelijkheid met behulp van een 3D-bril medische beelden in 3D te bekijken. Een belangrijk verschil met ProjectDR is dat True 3D medische beelden niet op het menselijk lichaam projecteert, maar deze op een beeldscherm weergeeft. 

Het EchoPixel bestaat uit een beeldscherm, een 3D-bril, een reeks camera’s en een stylus. De beelden worden weergegeven op het beeldscherm en door de arts bekeken met een 3D-bril. Een viertal camera’s monitoren de oriëntatie van het hoofd van de arts, zodat de software de beelden hier automatisch op kan aanpassen. Met behulp van de stylus kunnen gebruikers een deel van het medische beeld zoals een orgaan oppakken en deze in iedere richting draaien. Artsen kunnen hierdoor ziektes eenvoudiger en nauwkeuriger opsporen, en zich beter voorbereiden op operaties.  

Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron: University of Alberta
Bron: EchoPixel