Медицина
Стереовизуализация и системы виртуального окружения могут быть эффективно использованы и уже применяются в медицине. Восприятие врачом трехмерной информации о пациенте ( трехмерные данные томографов, ренгеновских установок и т.д.) позволяет значительно упростить работу медикам. Интерактивная визуализация и реконструкция органов позволяют совершать удаленные операции, проектировать хирургическое вмешательство, создавать проекты частей органов, протезов, зубов и т.п.Создание тренажеров и использование в обучении систем восприятия на базе установок виртуального окружения позволяют существенно улучшить качество обучения и сократить затраты на него.
Тренажёр для артроскопического осмотра
Артроскопия прогрессивно используется как диагностическая процедура для обнаружения изменений или заболеваний, особенно коленных соединений.
Обычно обучение артроскопическому осмотру делалось в процессе наблюдения опытных хирургов во время операции.Для тренировок хирургов обычно используется традиционная тренажёрная система, состоящая из синтетических протезов коленных суставов. Основной недостаток, отмечаемый хирургами, состоит в нечувствительности пластического макета при неправильных действиях рук и инструмента. Часто прилагаемые физические усилия неприемлемы для пациентов.
В качестве альтернативы такой тренажёрной системы может быть компьютерная система симуляции, построенная на технологии виртуального окружения. Поэтому Фраунгоферовским институтом машинной графики в кооперации с клиникой во Франкфурте на Майне был разработан артроскопический тренажёр.
После анализа и обсуждения видео записей и наблюдения артроскопического осмотра в операционной были определены спецификации такого тренажёра. Основываясь на сформулированных требованиях, была разработана полностью интерактивная система с помощью техники ВР. Эта система визуализирует сгенерированные компьютером трёхмерные коленные соединения в реальном времени. Необходимая модель была реконструирована из данных изображений магнитного резонанса. Трёхмерное взаимодействие реализовано с помощью следящей системы, сконфигурированной с электронным устройством и тремя сенсорами (трекерами). Эти трекеры устанавливаются на конкретных инструментах: реплике артроскопа (того же самого веса и формы как оригинал), на реальном зонде и на берцовой кости пластикового колена. Обучаемые двигают инструментами в электромагнитном поле, в то время как электронное устройство следящей системы мониторирует перемещения в ``виртуальном колене’’. Во время этой процедуры графическая суперстанция (Silicon Graphics Reality Engyne) непрерывно генерит соответствующие изменения в положении и ориентации объектов со скоростью 10–15 кадров/с.
Прототип был представлен на ``Неделе спортивной медицины в Франкфурте’’ в декабре 1993~г. Это мероприятие включало выставку систем и курс артроскопии для хирургов. Курс включал лекции и практические занятия, которые проводились с использованием традиционной системы и компьютерного тренажёра.
Дискуссии с участниками артроскопического курса, хирургами и обучающимися подтвердили значительный эффект от использования компьютерной системы. Естественно, чтобы получить более совершенный тренажёр должна быть проделана дополнительная работа.
Включение силовой обратной связи является очень важным для принятия тренажёра в практическое использование. В Дармштадте закончено концептуальное исследование, относящееся к решению этой проблемы. Основываясь на этой концепции, исследователи собираются разрабатывать прототип силовой обратной связи в кооперации с Департаментом электро-механических конструкций технического университета Дармштадта.