Skalpelliga tehisreaalsuses: Sony arendas välja ülimalt tõetruu kirurgisimulaatori

Nii näeb välja kirurgisimulaatoris opereerimine. Kõik on justkui päris, ainult käed ei saa veriseks ja maski ei pea kandma. Foto: kaader videost / Sony

Kirurgide õpetamiseks kasutatakse erinevaid simulaatoreid, kuid ükski neist pole veel ligilähedaseltki sarnane päris maailmaga. Sony esitles eile esimest kolmemõõtmelist tehiskeskkonda, kus saab haptilise tagasisidega käppadega opereerida väga elulähedaselt. Erinevate inimese kudede ja organite kujutisi arvutatakse reaalajas ning kahte opereerimiskäppa juhtides peaks opereerija ise haptilise tagasisidega kõike sõrmedega tunnetama nagu päris operatsioonil.

Sony Surgical Simulator on tegelikult nagu digitaalne kaksik, mis luuakse inimese siseorganitest. Simulatsioonis imiteeritakse päris vaatepilti ja haptiliste kirurgiriistadega päris füüsilist tagasisidet. Kogu selle simulatsiooni taga on aga Sony väljatöötatud tarkvara, mis arvutab jooksvalt kõigi punktide asukohti, kui näiteks kirurg mõnda kudet muljub või lõikab.

Sony pressikonverentsil öeldi, et lahendus pidi olema nii tõetruu, et sellega saab õppida ka erinevate organite ja kudede omapärasid. Samas on tegemist veel prototüübiga, kuid plaanis on see lahendus kommertsialiseerida ehk pakkuda simulaatorit müügiks näiteks meditsiinikoolidele ja haiglatele.

Tavalistest digisimulaatoritest eristab Sony lahendust see, et kasutatakse reaalajas arvutusi kolmemõõtmelise pildi tekitamiseks ning kasutaja saab haptilist ehk puutetagasisidet, kui midagi teeb. Teised meetodid pidid keskkonda kõvasti lihtsustama, nii et opereerimise harjutamisel ei saa kätte päris seda tunnet, mis on päris operatsioonisaalis.

Virtuaalses operatsioonisimulaatoris arvutatakse kõik punktid ruumis kolmemõõtmeliseks pildiks, mis näeb kirurgi jaoks lõpuks välja enam-vähem sama ehedana, kui päris operatsioonisaalis. Pildil on näidatud tegeliku pildi taga olevad punktid ja neid ühendavad pinnad, mida arvuti pidevalt ümber arvutab ning pinnamustriga katab. Foto: Sony

Operatsioon on üsna füüsiline tegevus, mis nõuab keeruliste otsuste tegemist. Selle treenimiseks puudus seni piisavalt realistlik digitaalne keskkond, kuid samas on harjutamine ülioluline. Sony kirurgilise simulaatoriga kasutatakse kujutise loomiseks Ray-tracing tehnoloogiat, mis on tuntud ka arvutimängudest (3D arvutigraafika tehnoloogia, mis jälgib valgust ja selle peegeldusi) ning see loobki fotorealistliku pildi. Isegi kõrvetamisel tekkiv suits on simuleeritud ning kasutada saab lisavahendeid, näiteks klambreid.

Sony plaanib toote edasiarenduses suurendada puutetundlikkuse ja elutruu pildi täpsust ning pildi- ja tuvastustehnoloogiate kasutamisega luua järgmisena mõned kirurgilistel andmetel põhinevad simulatsioonid, mis katavad mitmesuguseid levinud terviseseisundeid ja juhtumeid. Seda tehnoloogiat tahetakse rakendada ka laiemalt muudel koolituse aladel, mis nõuavad kirurgilist täpsust ja oskusi, kuid Sony tehnoloogia sobib ka muudes tööstusharudes näiteks ehedate digitaalsete kaksikute loomiseks.

Vaata videost, kuidas kirurgisimulaator täpsemalt töötab (ettevaatust, sisaldab mõnede jaoks häirivaid kaadreid inimese sisemusest).