Ваш браузер устарел. Он имеет уязвимости в безопасности и может не показывать все возможности на этом и других сайтах. Узнайте, как обновить Ваш браузер.

OK

Технологии визуализации в медицине

Использование преимуществ встраиваемых камер в медицине

Камеры уже давно заняли свое место в нашей повседневной жизни. Это относится не только к камерам в наших смартфонах или цифровых фотоаппаратах, с помощью которых мы делаем фотографии в отпуске. Банкоматы, пункты взимания дорожных сборов, системы охраны зданий и щелевые лампы, используемые врачами – во всех этих случаях речь идет о камерах.
Даже самые наблюдательные из нас не замечают всего разнообразия этих устройств, поскольку многие камеры крайне миниатюрны и размещаются во встраиваемых системах. В медицинской отрасли, в частности в ее исследовательской сфере, требуются камеры, которые способны день за днем регистрировать деятельность ученых, врачей, медсестер и пациентов, при этом не привлекая к себе внимания.
Вымышленный медицинский центр Basler специализируется на тех методах диагностики и терапии, которые предполагают использование встраиваемых камер. Каждый «этаж» посвящен отдельному медицинскому направлению. Далее мы подробнее расскажем об эффективном применении камер в различных отраслях медицины.

1 этаж. Проверка зрения

На первом этаже располагается офтальмологическая клиника, где наши врачи проверяют зрение. Это поле деятельности значительно расширилось за последние годы, поскольку раннее диагностирование таких болезней, как диабетическая ретинопатия или макулодистрофия, серьезно повышает шансы на выздоровление. В арсенале современного офтальмолога имеется большой ассортимент диагностических устройств и методов.

Одним из широко используемых устройств для проверки является щелевая лампа. Как следует из названия, для освещения глаза используется тончайший световой пучок, который позволяет проводить проверку на микроскопе в отраженном свете. Имеющиеся в большинстве современных щелевых ламп цифровые камеры помогают документировать диагноз с помощью фотографий или видеосъемки.

Для создания фотографий глазного дна с высоким разрешением врачи применяют фундус-камеры. На первый план среди требований к новым портативным моделям выходят их легкость и компактность, что предполагает использование встраиваемых камер. Повышение мобильности портативных устройств – большое подспорье для врачей и пациентов, позволяющее проводить диагностику прямо на дому.

1 этаж. Проверка зрения

2 этаж. Дерматология

2 этаж. Дерматология

Предмет дерматологии – изучение кожных болезней. Ранняя диагностика таких болезней как рак кожи (меланома) значительно повышает шансы на успешное выздоровление.

Одной из наиболее распространенных диагностических процедур является дерматоскопия, в ходе которой с помощью интегрированной камеры выполняется проверка и документирование подозрительных изменений кожи. Такая проверка проводится несколько раз за определенный промежуток времени, что позволяет задокументировать динамику изменений пигментирования с помощью цифровой съемки. Специальное программное обеспечение помогает не только архивировать, но и анализировать полученные изображения. Именно функция компьютерного анализа – главная отличительная особенность специализированного ПО. Одним из важнейших требований к оценке сохраненных изображений является стандартизация их съемки. Ключевую роль в этом играют встраиваемые камеры, компенсирующие разные условия съемки, такие как освещение и угол, чтобы обеспечить возможность сравнения изображений за продолжительный период времени. Существенную роль в максимально точном определении диагноза также играет точность цветовоспроизведения.

3 этаж. Лабораторные приборы

На третьем этаже нашего медицинского центра собрана обширная коллекция лабораторного оборудования. Многие из этих на первый взгляд ничем не примечательных приборов на самом деле оснащены самыми передовыми камерами, которые играют важнейшую роль в процессах выполнения измерений.

Одна из задач, выполняемых этими инструментами, – флуоресцентные измерения. Этот метод включает в себя подсчет количества белков или других компонентов субстанции. Чем больше флуоресцентного света распознается камерой, тем больше количество белков в препарате. В случае образцов с малым количеством белков сенсор камеры должен быть чрезвычайно чувствительным. При правильной калибровке с помощью камеры можно даже определить точное количество белков.

Чтобы выбрать эффективную стратегию лечения опухоли, врач должен сначала тщательно ее описать. Важной частью этого описания является оценка опухолевой ткани. В прошлом для этого патолог изучал поперечный срез ткани под микроскопом. По результатам этого исследования врач определял, являются ли клетки здоровыми или патологическими. Цифровое сканирование микроскопических препаратов позволило перейти на совершенно иной уровень обследования. Поперечный срез ткани теперь сканируется с использованием интегрированной камеры высокого разрешения. Патолог больше не использует микроскоп, а рассматривает изображение в высоком разрешении прямо на компьютере. Преимущества очевидны: врач может добавлять комментарии к подозрительным участкам исследуемого препарата, измерять или классифицировать определенные фрагменты изображения. Компьютерная диагностика также может использоваться для обнаружения патогенных структур.

3 этаж. Лабораторные приборы

4 этаж. Операционные

4 этаж. Операционные

На четвертом этаже медицинского центра Basler находятся операционные.

В центре управления операционного блока установлены мониторы, которые позволяют отслеживать все, что происходит в операционных, в любое время и под разными углами обзора. Для съемки обычно используются миниатюрные камеры на поворотном кронштейне, размещенные над операционными столами. Ход операции может транслироваться или записываться в консультационных или обучающих целях. Устройства со встраиваемыми камерами в операционных должны иметь высокое разрешение и допускать стандартные больничные методы дезинфекции.

За последние десять лет развитие различных медицинских технологий, например, малоинвазивной хирургии, внесло значительные коррективы в принципы оперирования. Теперь, чтобы получить доступ к необходимому органу, хирургу вместо большого надреза достаточно сделать отверстие размером с замочную скважину. Ориентироваться внутри тела хирургу помогают микроскопические камеры, встроенные в эндоскоп и показывающие изображение в реальном времени. В большинстве случаев эндоскоп спарен с необходимым инструментом, помогая хирургу, например, постоянно удерживать скальпель в поле зрения видеокамеры. Понятно, что такие камеры должны быть чрезвычайно надежными, чтобы гарантировать безопасность пациентов. Эндоскопические камеры обычно снабжаются линзами с большой кривизной, которые дают максимально широкий угол обзора.

5 этаж. Исследования

На последнем этаже медицинского центра Basler расположено исследовательское подразделение, в котором создаются и изучаются технологии, еще не используемые сегодня в повседневной клинической практике. Научная жизнь здесь кипит, учитывая нынешнюю тенденцию к сокращению размеров камер.

За последние годы исследователи разработали опухолеспецифичные антигены, которые вводятся в тело пациента и приклеиваются к опухоли. Если такие антигены визуализируются флуоресцентными маркерами, то видимой становится и опухоль. Однако при этом исследователь получает двумерное изображение, которое дает слишком мало информации о размере опухоли и структуре ее ткани. Этот недостаток устраняется в биолюминисцентной томографии, при которой 5 камер, закрепленных на О-образном кронштейне, вращаются вокруг исследуемого объекта. Все 5 камер в ходе движения осуществляют запись изображений опухоли с разных позиций. Сложный набор алгоритмов реконструкции, сходных с используемыми в компьютерной томографии, позволяет создать на основе полученных изображений трехмерную модель опухоли.

5 этаж. Исследования

Взгляд в будущее

В ближайшие годы наш медицинский центр может значительно вырасти – одновременно с увеличением значимости той роли, которую камеры будут играть в медицине. Как мы уже видели, встраиваемые камеры уже и сейчас занимают важное место, а в будущем они будут использоваться в подавляющем большинстве медицинских отраслей.

Будущее вдохновляет нас!

Мы ожидаем от этих миниатюрных камер больших достижений: наряду с превосходным качеством изображения и высоким уровнем надежности, они должны быть функциональными и обеспечивать высокую точность цветовоспроизведения. Поскольку камеры становятся все меньше, устройства, в которых они используются, также будут уменьшаться в размерах. Это открывает целый мир новых возможностей, в частности, в уходе за лежачими больными.