S brýlemi pro virtuální realitu uvidíte ultrazvuk ve 3D: Nová technologie z MIT zjednodušuje diagnostiku

Vědci z Massachusetts Institute of Technology (MIT) vyvinuli nový přístup k ultrazvukovému zobrazování, který uživatelům umožňuje vizualizovat 3D obraz skenovaného objektu v rozšířené realitě.

Vědci z Massachusetts Institute of Technology (MIT) vyvinuli nový přístup k ultrazvukovému zobrazování, který uživatelům umožňuje vizualizovat 3D obraz skenovaného objektu v rozšířené realitě. Pomocí brýlí pro virtuální realitu mohou vidět přesnou 3D digitální reprezentaci toho, jak objekt skutečně vypadá, což výrazně usnadňuje jeho identifikaci a analýzu.

Interpretace lékařských ultrazvukových snímků je náročný úkol, který vyžaduje, aby technik prohlížel 2D obrazy a mentálně je skládal do 3D reprezentace tkáně. Tento proces je obtížné zvládnout a vyžaduje dlouhou dobu učení, což může vést k nepřesnostem při skenování. Nová technika by mohla urychlit proces školení ultrazvukových techniků a dalších zdravotnických pracovníků. Dále by mohla být využita v nemocnicích například pro přesné zavedení jehly při biopsii. Výsledky práce byly publikovány v časopise Nature Communications Engineering.

Tým z MIT se rozhodl snížit kognitivní zátěž spojením dvou technologií: 3D ultrazvukového zobrazování a rozšířené reality (AR). Pro studii využili systém 3D ultrazvuku v reálném čase, který nedávno vyvinuli pro detekci rakoviny prsu. Jejich nový systém zahrnuje ultrazvukovou sondu, která je o něco menší než balíček karet a přenáší informace pomocí systému sběru dat. Sonda obsahuje ultrazvukové pole uspořádané do tvaru prázdného čtverce, což umožňuje pořizovat 3D snímky tkáně pod ní. Díky menšímu počtu ultrazvukových prvků je systém méně náročný na energii a levnější na výrobu.

Data shromážděná ultrazvukovou sondou jsou komprimována a streamována do 3D počítačového grafického enginu Unreal Engine, který převádí voxelová data z ultrazvukového obrazu na přímou 3D reprezentaci objektu bez ztráty informací. Uživatel s AR/VR brýlemi vidí toto 3D zobrazení vnitřní struktury, které je překryto přes skutečné umístění objektu, podobně jako rentgenové vidění. Nakloněním hlavy nebo přiblížením z jiného směru může uživatel vidět různé pohledy na objekt, což usnadňuje jeho identifikaci.

Vědci testovali svou novou technologii, nazvanou AR-VIU (augmented real-time volumetric imaging in ultrasound), na skupině 18 účastníků, z nichž devět byli odborníci na ultrazvuk a devět nikdy ultrazvuk nepoužilo. Účastníci prováděli identifikační úkoly s různými ultrazvukovými technologiemi, včetně tradičních 2D snímků na běžné obrazovce a 3D snímků v rozšířené realitě (AR-VIU). Systém AR-VIU výrazně zlepšil schopnost všech uživatelů identifikovat a lokalizovat objekty. Účinek byl obzvláště silný u nováčků, kteří s AR-VIU dosáhli téměř stejných výsledků jako odborníci. Většina nováčků po experimentech uvedla, že preferuje přístup AR-VIU, protože úkoly byly snazší a intuitivnější. Odborníci sice preferovali tradiční 2D zobrazení, na které byli zvyklí, ale uznali výhody systému AR-VIU pro specifické situace, jako je zavedení jehly pro biopsii nebo vizualizace pohybu srdeční stěny.