آندوسکوپی مجازی

Virtual Endoscopy

معایبی چه معمولی آندوسکوپی دارد؟

. است تهاجمی. دارد خونریزی و عفونت پارگی، مثل عوارضی. کند می فراهم محدودی دید

مزایایی چه مجازی آندوسکوپیدارد؟

تهاجمی غیر عارضه بدون تکرار قابل بهتر دید گیری اندازه امکان مشاوره امکان کمتر هزینه آموزش امکان جراحی روش طراحی

محدودیت چه مجازی آندوسکو:پی دارد؟ هایی

درمانی مداخله انجام امکان عدم برداری تصویر انجام لزوم بافتها قوام و رنگ حقیقی درنگاشت محدودیت ها روش برای استاندارد وجود عدم خودکار بندی بخش تکنیکی مشکل بیمه پزشک، بیمار، پذیرش عدم

چیست؟ مجازی آندوسکوپی

حقیقت + برداری تصویر های روشمجازی

مجازی آندوسکوپی

مجازی آندوسکوپی مراحل

اطالعات دریافتتصاویر اولیه پردازش

بعدی سه ارائهتصویر تحلیل و تجزیه و نمایش

اطالعات دریافت

بعدی دو پزشکی MRIیا CTتصویر اسکنرهای یا

مثل اسکن فاکتورهای پیچ انتخاب ، برش ضخامتها لبه افتادن هم روی مقدار و و اسپیرال

اشعه تابش فاکتورهای

تصاویر اولیه پردازش

نویز کاهش برای فیلتر تصویر بندی بخش بندی خوشهحذف

بعدی سه ارائه Surface rendering

Volume rendering

Less artifacts More real images No need to process

تحلیل نمایش و تجزیه وتصویر

های دهنده نمایش و کامپیوتری های سیستمقوی

تصویر تحلیل و ت:جزیه ابزارهای

QUICKSEE ANALYZE VOYAGER 3D NAVIGATOR

تصویر آوردن دست به مراحلبعدی سه

تصویر MRIیا CTگرفتن

بندی بخش) خودکار ) یا دستی

کردن رندر

حجمی سطحی

بندی بخش

شده مشخص تومور نقشه تصویر بندی بخش بااست

سازی بعدی سه های روشسطحی کردن رندر میدهد نشان را داخلی سطح دارد نیاز کمتری های داده دارد کمتری محاسبات است پایین تصویر رزولوسیون

عمقی کردن رندر میدهد نشان را خارجی سطح دارد نیاز بیشتری های داده دارد بیشتری محاسبات کند می فراهم بهتری رزولوسیون

موردی مطالعهقلب شده سازی باز بع:دی سه مدل داخل در را آندوسکوپ چپ سمت

. سمت در ک:ند می نگاه راست پولمونری ورید به که دهد می نشان بیمار. است شده داده نشان آندوسکوپ دید زاویه از دهلیز راست

موردی مطالعه) ادامه)

صفحه نمای با همراه شده بازسازی برش یک که مجازی آندوسکوپی . دیده آندوسکوپیک درنمای پولیپ یک است شده داده نشان آندوسکوپ

.) ( شده آمیزی رنگ روده های خم براساس کولون راست سمت شود می. دهد می نشان را فوقانی خم آبی رنگ که

بعدی سه گرافیکی اصالحاتسازی

actorشوند می رندر صفحه در که بعدی سه اجسام

world که ای می actorصحنه داده نمایش آن در ها

شوند

world matrix وجهت موقعیت که در actorماتریسی را

world دهد می نشان

های دوربینپارامتر

تمرکز نقطه به دوربین نامیده view normalوکتور،وکتورشود می

وکتور وعقبی جلویی کننده قطع های view normalصفحههستند عمود آن بر و میکنند قطع را

های شعاع همه که افتد می اتفاق هنگامی بعدی سه نمایشکنند عبور نقطه یک از نوری

3D Slicer

افزاری نرم بسته open-sourceیکها داده های مجموعه تنظیم

خودکار نیمه بندی بخشبعدی سه سطوح های مدل ایجاد

بعدی سه سازی تصویرکمی تحلیل و گیری تجزیه اندازه های ابزار مثل

فایل MRMLفرمت

نمایش صفحه

کنترل پنلمختلف نمایش صفحه پنج

آندوسکوپیک نمای ) وباال) راست صفحه

آندوسکوپیک نمای

Endoscope actorدوربین

3D gyro تمرکز نقطه

دوربین3D gyro

تمرکز نقطه

World view

Endoscopic view

آندوسکوپیک ( نمای ادامه)

و مجازی آندوسکوپ هردو جهت و موقعیتactor

جداگانه طور کند به تغییرمی

در را نما یک نیاز به بسته تواند می پزشککدورت را حداکثر دیگر نمای و دارد کامال نگهکند شفاف

جستجو

فعال است جستجوی مهم بسیار

چون است مشکل ماوس با حرکت کنترلدارد زیادی آزادی درجه

ابزار دو از استفاده حرکت pickerو gyroبا باچرخاند و داد حرکت را دوربین توان می ماوس:

دوربین فعال حرکت

ابزار چگونه ک:ه دهد می نش:ان شکل . gyroاین چپ سمت در کند می: حرکتوک:تور جهت در را ماوس را Vmouseکاربر قرمز محور و دهد می: حرکت

. وکتور است کرده انتخاب ترجمه روی Vaxisبرای بر قرمز محور نمایش: . زاویه است نما صفحه

دهد Vaxisو Vmouseبین می نش:ان را قرمز محور ط:ول: در حرکت جهت.) راست) شکل

جستجو مسیرهای

نمایش مسیر نقاط fly-throughیک بین اتصالکه است شوند لندمارککلیدی می نامیده

: دارد وجود لندمارک کردن مشخص برای راه سه فعال صورت به الگوریتم با خودکار صورت Path Planningبه فایل یک از

مسیر ایجاد های روشفعال صورت به

یک طی در آندوسکوپ جهت و موقعیت تعیینthrough fly-

خودکار روشمدل روی بر پایان نقطه یک و شروع نقطه یک انتخاب

پایان به شروع نقطه از را مسیر بهترین برنامهکند پیدامی

فایل روی ازلندمارکها موقعیت از شده ایجاد فایل اجرای

مسیر ایجاد های ( روش ادامه)

مسیر به fly-throughیک خودکار نیمه روش به که

برش روی بر لندمارکها کردن مشخص CTوسیلهاست آمده دست به کولون از

مسیر ایجاد های ( روش ادامه)از استفاده بالینی کاربردهای خودکار در های بهتر روش

استچون:

نتیجه در و است کمتر کاربر کمتری دخالت صرف زمانحاصله نتیجه و شود کاربر می از .مستقل است

محل در را پایان نقطه ممکنست تجربه کم کاربر یکدهد قرار اشتباهی

مطالعه در اشکاالتی ممکنست دستی های روش درباشد داشته کولونوسکوپی وجود در روده پاکسازی مثال

دهد انجام دقیق را بررسی نتواند وکاربر نباشد کاملخودکار طور به شده تعیین لومن مسیر داخل در کامال

است هموار و نرم مسیری و گرفته قرار

جستجو مسیرهای) ادامه)

جستجو های تکنیک همه اصلی مشکل

” کور ” منطقه

قرار جستجو مسیر درنگرفته

ندیده آنرا پزشک است

" مطمئن " مسیر

طول در کور مناطق همه مطمئن مسیر یک طراحی با: شوند می حذف جستجو

که است مدل داخل در نقاط از ای مجموعه مطمئن مسیر یکآنها از و اند شده متصل هم داخلی به سطح دیدن همه قابل

است

دارد وجود مطمئن مسیر زیادی تعداد معموال مدل، یک برای

باید خوب مطمئن مسیر مدل یک مرکز در ممکن حد قرار تا گیرد

بیشتر آزمون اثربخشی تا باشد داشته کوتاهی طول باید مسیر شود

بعدی سه های روش درباره تکمیلی نکاتسازی

دارد وجود کردن رندر مرحله :دو خالی عبورازفضایبافر یک در نتایج و شود می تابیده کولون دیواره به ها اشعه همه

شود می ذخیره : عمقی دارد:. روش دوpotential-field based exploit frame to frame coherence

گذاری (shading)سایهگذاری سایه سیستم از استفاد:ه به Phongبا ها پیکسل رنگ

آید می دست

ها پیکسل رنگ تعیینکه است این پیکسل رنگ تعیین در اصلی تقریب مساله به

نرمال از برسیم درستی برخورد نقطه درمی قرار جداگانه کامال گروه دو در نرمال تخمین های روش

گیرند:image-space

بعدی دو تصویر اساس برعمق اختالف براساس گذاری سایه

object-spaceشده برداری نمونه که ای نقطه بعدی سه مدل با

مشابه های روش و فیلترها از استفاده مثل هایی روش

آندوسکوپی اختصاصی کاربردهای مجازی

مجازی کولونوسکوپی مجازی برونکوسکوپی مجازی آنژیوسکوپی مجازی سیستوسکوپی مجازی الرنگوسکوپی مجازی ونتریکولوسکوپی

مجازی کولونوسکوپی

بیشتر در مرگ علت دومین کولورکتال سرطانصنعتی کشورهای

آدنوماتوز های پولیپ از ناشی کولورکتال کنسرهای هستند

اهداف مهمترین از یکی ها پولیپ زودرس تشخیصاست بهداشتی های مراقبت در

دومین عنوان به امروزه مجازی کولونوسکوپیاست کنسرکولون و ها پولیپ بررسی برای گزینه

مجازی (کولونوسکوپی ادامه) کربن اکسید دی یا هوا دمیدن طریق از کولون اتساع

روده پاکسازی از بعد

اشعه دسته از بیشتر تی، سی اسکنر سرعت به بستهقطر بین 5mm-3 به سرعت استفاده mm/s 5-8با

شود می

سایز راکه هایی پولیپ اطمینان با تواند می روش ایندهد تشخیص نیست اشعه دسته اولیه قطر از کمتر آنها

مجازی (کولونوسکوپی ادامه)

پولیپ صعودی 8یک کولون در میلیمتریشد داده تشخیص بدخیم برداشتن از بعد که

مجازی برونکوسکوپی

آنها شکل و اندازه تعیین آنها، ارزیابی ضایعات، محلبندی رتبه جراحی (staging)برای درمان طراحی و

رادیوتراپی وضایعات و برونش خارج های بافت از تصویربرداری

لنفاوی غدد گیری در مثل لومن از خارجآشکار قابل رنگ تغییر و کوچک خیلی ضایعات

نیست سازی

مجازی آنژیوسکوپی

) ( عروق در گشادی آنوریسم یا تنگی تشخیص خونی

مغزی عروق آنژیوسکوپی پیچیده های شبکه در آنوریسم عروقی ساختار تشخیص

عروقی

کرونری عروق آنژیوسکوپی است پیچیده بسیار قلب بعدی سه بازسازی تنگی محل در خونی قطرعروق های گیری اندازه ها بطن حجم های گیری اندازه

مجازی سیستوسکوپیقدامی سطح خصوص به مثانه داخلی سطح تمام

دیدن که هستند نقاط:ی که: مثانه قاعده و مثانه گردناست دشوار معمولی سیستوسکوپی در آنها

دارند مجرا تنگی که: بیمارانی درچند عود هنگام معموال که مثانه تومور پیگیر:ی در

است بدخیم بسیار و کانونی

سطحی کردن رندر های تکنیک ازبرای و هوا مجازی، سیستوسکوپی در

تفاوت مجاری داخل حاجب ماده پیلویورتروسکوپی،کند می ایجاد نیازرا مورد کنتراست

مجازی الرنگوسکوپی قسمت سازی تصویر برای مشکل بدون تواند می

رود کار به تنگی زیر های نماهای از همزمان رندر sliding slabاستفاده

زیر کامل گسترش که دهد می اجازه حجمی شدهشود دیده بهتر ضایعه یک مخاطی

کند نمی فراهم مخاط مورد در کافی اطالعات دارد وجود بلع عمل از ناشی های آرتیفکت

مجازی ونتریکولوسکوپی

به بیمار سر از که ازعمل قبل های اسکن اساس برسیستم بعدی سه نمای آید، می دست

کف به دسترسی های راه و ونتریکوالربازسازیشود می مشخص سوم بطن

طریق از که بطن مجرای تنگی کردن مشخص براینیست دسترسی قابل آندوسکوپ

و کمک فعلی برش بررسی به بعدی سه جستجوی باکند می کامل را آن

دیگر خاص های کاربرد

نازال پارا های سینوس و بینی

باال فضایی لوسیون رزو با اسپیرال های دادهاست مهم بسیار

VE تشخیص قدرت بردن باال در زیادی تاثیرندارد آن اطراف های سینوس و بینی ضایعات

جراحان برای عمل حین راهنمای یک عنوان بهاست مفید

دیگر خاص های (کاربرد ادامه) صفرا کیسه و صفراوی مجاری

ندارد وجود مورد این در زیادی مطالعات های سنگ یا و زادی مادر نقایص ها، تنگی توان می

داد نشان ص:فراوی مجاری در را کوچک کوچک روده

شود نمی پر حاجب ماده از خوبی به روده های چیناز استفاده و بعدی سه سازی تصویر برای امر این و

کند VEروش می ایجاد مشکل از روده VEاستفاده داخل ضایعات تشخیص برای

است امکانپذیر پولیپ و فیستول ، تنگی مثل کوچک دارد برداری تصویر های تکنیک در پیشرفت به نیاز

گیری نتیجهتشخیصی سازی تصویر ابزارهای از مجازی آندوسکوپی

رود می شمار به تکامل حال درمختلف های ساختمان بهتر بازبینی در فراوانی توانایی

دیگر و هوایی های راه کولون، همچون آناتومیکخارجی و داخلی نمای دو هر از ای لوله ساختمانهای

داردحقیقی آندوسکوپی با مقایسه در مجازی آندوسکوپی

و بیمار کمتر ناراحتی با همرا خطر، از عاری تر، ارزاناست بیمه های شرکت و پزشکان برای مفید نیز

و تکمیلی روش یک عنوان به باید مجازی آندوسکوپیشود تلقی معمولی آندوسکوپی کارایی افزایش برای

منابع[1]- Richard M.Stava, CDR Shaun B.Jones, Medical Applications of

Virtual Reality, February 1999.www.vehand.engr.ucf.edu/handbook/Chapters/Chapter55.PDF[2] Introduction to the Special Section on Virtual Endoscopy, IEEE

TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING, vol.23,no.11,November 2004.

www.mipl.ee.psu.edu/publications/Publications/LiangVE-Intro2004.pdf [3] www.aapm.org/meetings/july98/pdf/836-367839594.pdf[4] Dirk Bartz,Applications of Virtual Endoscopy Part 2,2004.www.norsigd.no/nsi-2-04.pdf

[5] . سایت از برگرفته پزشکی مهندسی ماهنامه مریم روفه حسین، امیر مهر قاسمی." آفتاب"

http://www.aftab.ir/articles/health_therapy/medical_science/c13c1149669514_endoscopy_p1.php

(منابع ادامه) [6] http://www.prin.ir/ShowRecent.asp?ID=13&CID=2[7] The Interactive Virtual Endoscopy Module, Chapter 2.www.bme.gatech.edu/groups/mineversa/publicatios/papers/

delfin_ms_thesis.pdf [8] Roel Truyen, Thomas Deschamp, Laurent D. Cohen. Clinical

Evaluation of an automatic path tracher for virtual colonoscopy.

www.ceremade.dauphine.fr/~cohen/mypapers/deschamps_miccai01.pdf

[9] Taosong He, Lichan Hong, Dongqing Chen, Zhegrong Liang, TRANSACTIONS ON VISUALIZATION AND COMPUTER GRAPHICS, Reliable Path for Virtual endoscopy: Ensuring Complete Examination of Human Organs. Vol. 7, October-December 2001.

http://www2.parc.com/istl/projects/uir/publications/author/Hong_ab.html

(منابع ادامه)[10] Jozef Klozar, Yi Jea-Young. Accelerating Virtual Endoscopy.www.zcu.cz/wscg2003/papers-2003/c79.pdf[11] Drink Bartz. NORSGID INFO 1/2005,Applications of Virtual

Endoscopy- Part 3.www.norsigd.no/nsi-1-05.pdf[12] M.Taksam, S. O. Casey, E. Michel, C. L. Truwit. Real time 3D

volume-rendered virtual laryngoscopy with a multi-detector CT scanning, 2000.

www.tgr.dergisi.org/pdf.php3?id=91[13] P.Rogalla. MEDICAMUNDI, Vol. 43, Issue 1. Virtual Endoscopy:

an application snapshot,March 1999.www.medical.philips.com/.../assets/docs/medicamundi/

mm_vol43_no1/mm_vol43_no1_article_virtual_endoscopy.pdf [14] Agg. Tavernaraki, M. Stassinopoulou. Virtual Broncoscopy

with CT. http://www.imasavas.gr/virtualbroncoEng/index.htm

(منابع ادامه)[15] A.G. Schreyer, J. R. Fielding, S. K. Warfield, J. H. Lee, K. R.

Loughlin, H. Dumanli, F. A. Julesz, R. Kinis. Vitual CT Cystoscopy: Color Mapping of Bladder Wall Thickening.

www.spl.harvard.edu:8000/pages/ppl/warfield/papers/2000/schreyer-bladder.pdf

[16] Adilson Prando, CLINICAL UROLOGY, Vol. 28(4): 317-322. CT-Virtual Endoscopy of The Urinary Tract, July-August 2002.

www.brazjurol.com.br/july_august_2002/Prando_ing_317_322.pdf[17] Andrias H. Koning, Eduard Groller. ERCIM NEWS No.44. 3D

Medical Visualization: Breaking the Limits of Diagnostics and Tratment, Jahuary 2001.

http://www.ercim.org/publication/Ercim_News/enw44/koenig.html[18] Endoscopy 2006www.falk-pharma.com/pdf/FS152_Abstracts_Internet.pdf