Sistema di Visualizzazione e Navigazione
Basato sulla Misura della Distanza per la
Chirurgia Laparoscopica
Lucio T. De Paolis, Marco Pulimeno, Giovanni Aloisio
La Medicina Incontra la Realtà Virtuale
Lecce, 5 Ottobre 2009
Chirurgia mini-invasiva
vantaggi :
svantaggi :
ridotto sanguinamento intra-operatorio;
precoce mobilizzazione;
ridotto dolore post-operatorio;
minore impatto psicologico;
precoce ripresa delle normali attività;
indubbi vantaggi estetici.
difficoltà nella coordinazione occhio-mano;
limitata mobilità nell’utilizzo degli strumenti;
limitata visione degli organi;
immagini 2D;
perdita della percezione della profondità.
La Medicina Incontra la Realtà Virtuale
Lecce, 5 ottobre 2009
1
Realtà Virtuale e Realtà Aumentata
la Realtà Virtuale rappresenta un ambiente interattivo tridimensionale
generato dal computer
la Realtà Virtuale permette l’immersione dell’utente in un mondo
completamente fittizio generato dal computer, un mondo distinto e
isolato da quello reale
la Realtà Aumentata non isola l’utente dal mondo reale che viene
arricchito tramite oggetti virtuali generati dal computer
La Medicina Incontra la Realtà Virtuale
Lecce, 5 ottobre 2009
Realtà Aumentata in Medicina
il mondo reale è “aumentato”, ovvero virtualmente arricchito, con informazioni
grafiche e testuali addizionali, sincronizzate e generate dal computer
il tutto deve essere elaborato in maniera ottimale affinchè l’utente abbia la
percezione di una singola scena nella quale il reale ed il virtuale sono due
entità indistinguibili
in medicina la AR permette di visualizzare strutture anatomiche o patologiche
che non possono essere viste direttamente
le interfacce AR, tramite la sovrapposizione di modelli 3D virtuali, forniscono ai
medici una sorta di visione “a raggi X”
La Medicina Incontra la Realtà Virtuale
Lecce, 5 ottobre 2009
2
Sistema sviluppato
metodologia di registrazione automatizzata
sistema avanzato di visualizzazione e di navigazione chirurgica
sistema di visualizzazione in Realtà Aumentata
informazioni sulla distanza tra organi e strumentazione
La Medicina Incontra la Realtà Virtuale
Lecce, 5 ottobre 2009
5
Registrazione
un problema fondamentale nella progettazione di un sistema di Realtà
Aumentata è la realizzazione di una corretta registrazione della scena
per registrazione si intende la modalità con la quale viene calcolata la
corretta sovrapposizione tra scena reale e scena virtuale
mediante una precisa registrazione sarà possibile fornire all'utente la
percezione che il mondo virtuale e quello reale siano collocati nel medesimo
spazio 3D
in ambito chirurgico la fase di registrazione deve fornire risultati di
estrema precisione per consentire al medico di intervenire nella massima
sicurezza
La Medicina Incontra la Realtà Virtuale
Lecce, 5 ottobre 2009
6
3
Registrazione automatizzata
l’algoritmo di registrazione è basato su fiducial point
si utilizza un sistema di tracking ottico (NDI Polaris Vicra)
individuazione univoca dei marker tramite vincoli sulla geometria
tre marker sono posti sui vertici di un triangolo
La Medicina Incontra la Realtà Virtuale
Lecce, 5 ottobre 2009
7
Sistema di Visualizzazione e Navigazione
reslicing
clipping
La Medicina Incontra la Realtà Virtuale
Lecce, 5 ottobre 2009
8
4
Occlusione
il modello virtuale viene sovrapposto
alle immagine provenienti da una
videocamera
per ottenere un maggior realismo si
ha una opportuna occlusione di parte
degli organi
La Medicina Incontra la Realtà Virtuale
Lecce, 5 ottobre 2009
9
Sliding window
la visione “aumentata” è fornita
attraverso una finestra di
visualizzazione
la finestra di visualizzazione non è
statica ma può scorrere sul corpo
del paziente
La Medicina Incontra la Realtà Virtuale
Lecce, 5 ottobre 2009
10
5
Misura della distanza
vengono visualizzate le informazioni sulla distanza
La Medicina Incontra la Realtà Virtuale
Lecce, 5 ottobre 2009
11
Misura della distanza
La Medicina Incontra la Realtà Virtuale
Lecce, 5 ottobre 2009
12
6
Prof. Giovanni Aloisio
[email protected]
Ing. Lucio Tommaso De Paolis
[email protected]
www.lucio.depaolis.unile.it
13
7
