Konvansiyonel Grafiden Holografik Görüntülemeye

Konvansiyonel Grafiden Holografik Görüntülemeye

Yazılma zamanı 22/11/2018
Doç.Dr.Tuba Cimilli ÖZTÜRK

Bilgisayar teknolojisinde inanılmaz hızla yaşanan gelişmelerin tıbbi görüntüleme sistemleri üzerine yansıması da paralel bir şekilde hızlı olmakta. Bugün geldiğimiz noktada holografik görüntüleme teknolojisi bize insan anatomisinin istediğimiz herhangi bir bölgesini eş zamanlı sanal olarak görüp inceleme fırsatı veren bir yöntem olarak kullanıma geçmiş durumda.

Başlarken, en fazla 50 yıllık mazisi olan bilgisayar sistemlerindeki ve de dolayısıyla görüntüleme sistemlerindeki gelişmelerini kısaca özetlemek istedim. Öncelikle ‘kullanıcı ara yüzü’ (user interface) kavramını hatırlamakta fayda olacak. Kullanıcı ara yüzü aslında bizim bilgisayarla bağlantımızı sağlayan bir mekanizma. 1960’larda bilgisayarlara iletişim sadece command-line interface (komut satırı ara yüzü-bir bilgisayar kullanıcısının, belli metinleri girerek, bilgisayarla iletişime geçmesi) ile klavyeden sağlanmaktaydı. ‘Mouse-fare’; 1966’da Douglas Engelbart tarafından icat edildiğinde aslında bilgisayar teknolojisinde hızlı ilerlemelerin ilk adımları atılmaya başlandı.1970-80’lerde Windows-Icon-Menu-Pointing (WIMP) ara yüz sistemleri kullanılmaya başladığında dijital radyoloji devrimi de başlamış oldu. Şu an halen daha kullanmakta olduğumuz 2D dijital görüntüler ve PACS çalışma istasyonları bu dönemde kuruldu. Post-WIMP döneminde ise 2007 yılında dokunmatik ekranlar ve sesli komut alabilen sistemlerle tanıştık. Ancak klavye ve mouse ikilisinden kolay kolay vazgeçemedik ve radyolojik olarak post-WIMP ara yüzü pek de işimize yaramadı. Nerdeyse 30 yıllık bir süreçte bilgisayar bilim çevrelerinin de hemfikir olduğu ara yüz teknolojisinde durağan bir süreç yaşandı (1,2).   

            Bunun yanında 3 boyutlu volüm görüntüleme 1990’larda başladı. Farklı planlarda MRI ve BT’den elde edilen 2D görüntülerin rekonstrüksiyonu ile başlayan hacim görüntüleme, sonraları USG ve anjiografi sistemlerinde de kullanılır oldu. Ancak bilindiği gibi bu sistemlerde ancak organ yüzeyleri 3 boyutlu görüntülenebilmekte olup iç yapılar yine aynı şekilde 2D olarak daha iyi incelenmektedir. Mevcut bu teknolojiyle 2D bir ekranda 3D görüntü incelenmek istendiğinde bir kısım bilgi bu dönüşüm sırasında maalesef yok olmakta.

            Bu eksiklikler ilk holografik görüntü imajlarının oluşturulması fikrinin ortaya çıkmasını sağlamıştır. Sanal gerçekliğin her alanda hızlı bir şekilde kullanılır olmasıyla sanal radyolojik görüntüleme elde etme çalışmaları da hız kazandı. Farklı denemelerden sonra 2015’de ilk holografik image viewer’ı (EchoPixel) FDA tarafından onayladı. Bu sistem bir 3D gözlük ve manipülasyon için bir kılavuz-stile aracılığıyla görüntülerin bir image viewer üzerinde incelemesini gerektirmektedir (Resim 1). Ağır mitral kapak regurgitasyonu olan ve operasyon kararı alınan hastalara yapılan standart TEE görüntülerinin (3D görüntülerin 2D ekranda incelenmesi) ile echopixel görüntüleriyle karşılaştırılmasında ölçümler arasında herhangi bir fark olmadığı ve klinikte güvenle kullanılabileceği sonucuna varılmış (3).



Resim 1: EchoPixel

Bunun bir sonraki basamağı ise Augmented Reality- AR (Artırılmış gerçeklik; gerçek dünyadaki çevrenin ve içindekilerin, bilgisayar tarafından üretilen; ses, görüntü, grafik ve GPS verileriyle zenginleştirilerek meydana getirilen canlı veya dolaylı fiziksel görünümü) teknolojisinin radyolojide kullanılmasıdır. Hala eksiklikleri olsa da bu sistem baş hareketleriyle komut alabilmekte olup özellikle ameliyat sırasında sanal gözlükle beraber cerrahların intraoperatif olarak 3D BT veya MRI görüntülerine ulaşmasına olanak sağlayarak kullanıma sunulmuştur (Resim 2).



 Resim 2: Augmented Reality- intraoperatif görüntü

 

            Microsoft HoloLens’ler ise başa yerleştirilen ve baş hareketlerinin yanı sıra ses, göz ve mimik hareketlerinden komut alan bir ara yüzle çalışan cihaz sayesinde 3D görüntülerin sanal olarak incelenmesine olanak sağlamaktadır (Resim 3). Yine intraoperatif kullanımda cerrahlardan iyi puan almışa benziyor.



Virtual Reality-VR (Sanal gerçeklik) sistemlerindeki gelişmeler ise medikal görüntülerin 3 boyutlu kesitsel incelenmesinde kullanılabileceğini göstermektedir. Bu sistemde kullanıcı giyeceği özel bir başlık aracılığıyla çevresinde oluşturulan tamamen sanal bir ortama girmekte ve yine aynı ortama gönderilen BT, MRI ve Ekokardiografi DICOM verilerini işleyerek oluşturulan 3D ve 4D volüm görüntüleri ile bağlantı kurabilmektedir. Sistem 1dk’nın altında bir zamanda kardiyak görüntülerin işlenip sunulmasını gerçekleştirebilmektedir (Resim 4-5) (2). VR teknolojisinin validifikasyon çalışmaları da belirli hasta gruplarında yapılmaya başlanmış. Liu ve arkadaşları geleneksel bilgisayarlı tomografi sistemi ile VR teknolojisi kullanılarak volumetrik görüntü ile intrakranial anevrizma tespitini karşılaştırdıklarında, VR ile küçük ve de kemiğe yakın lokalizasyondaki anevrizmaların daha iyi tespit edildiğini göstermişler (4).

VR teknolojisi Tıp Eğitiminde çığır açan buluş olarak karşımızda. Kadavra laboratuvarlarında diseksiyon yapmak veya ameliyatta hocanın omuzunun üzerinden ameliyatı öğrenmeye çalışma dönemlerinin sonuna gelindiğinin işaretlerini vermektedir.




Resim 5: Tıp Eğitiminde VR

Sonuç olarak, görülen o ki bilgisayar ve ara yüz teknolojisi 30 yıllık durağan dönemi geride bırakmıştır. AR/ VR teknolojileri her ne kadar günlük yaşama hızlı bir şekilde girmiş ve özellikle de tıp eğitiminde popüler olmaya başlamışsa da teşhis ve tedavi amaçlı kullanımda biraz hekimlerin dirençleriyle karşılaşılmıyor değil. Özellikle radyologlar holografik sistemlerin kullanımını çok da pratik bulmadıklarını belirtiyor ve ciddi bir eğitim ve deneyim gerektiği konusuna vurgu yapıyorlar. Bir şekilde öğrenim kolaylıklarının sağlanması gerektiği aşikar. Ancak operasyon öncesi ve intraoperatif olarak 3 boyutlu olarak ameliyat edeceği yere ulaşma imkanı sağlayan bu yeni teknolojiye cerrahlar daha kolay adapta olacaklar gibi. Biz acilcilerin ise sanal görüntüleme sistemlerine alışmakta ve özellikle de eğitimlerde kullanmakta hiç sorun yaşamayacağımız konusunda eminim herkes hemfikirdir.     

 

 

  1. Iannesi A, Marcy PY, Clatz O, et al. A review of existing and potential computer user interfaces for modern radiology.İnsights of imaging. 2018;9:599-609.
  2. Luz Maria AV, Rodrigo MGV. Enrichment of human computer interaction in brain computer interfaces via virtual environments. Computt Intell Neurosci.2017;2017:6076913.
  3. Ballocca F, Meier LM, Ladha K, et al. Validation of Quantitative 3-Dimensional Transesophageal Echocardiography Mitral valve Analysis using Stereoscopic Display. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2018 Aug 11. pii: S1053-0770(18)30618-9. doi: 10.1053/j.jvca.2018.08.013. [Epub ahead of print]
  4. Liu X, Tao H, Xiao X, et al. Use of the stereoscopic virtual reality display system for the detection and characterization of intracranial aneurysms: A comparison with conventional computed tomography workstation and 3D rotational angiography. Clinical Neurology and Neurosurgery 170 (2018) 93–98.