3D skenování těla pacienta a jeho přínos pro fyzioterapii

3D scanning of patient's body and its contribution to physiotherapy

lecture

Czech

Středoevropský technologický institut (CEITEC) ve spolupráci s Fakultní nemocnicí u svaté Anny v Brně vyvíjí prototyp robotického 3D skeneru, což je zařízení pro snímání počítačových 3D modelů lidského těla. Na rozdíl od ostatních 3D zobrazovacích metod dosahuje velmi vysoké přesnosti (0,05 mm), rychlého skenování, neklade žádné nároky na pacienta a jeho provozní náklady jsou zanedbatelné. Výstupem z takového zařízení je pak 3D model zobrazující povrch objektu (například končetiny či jiné části lidského těla) včetně jeho drobných detailů. Skener umí kromě prostorové topologie snímat i jas (světlost/tmavost) a typ povrchu (hladký/hrubý) snímané tkáně, čehož lze využít například pro detekci kontrolních markerů nakreslených na kůži. Souběžně se zařízením je vyvíjen i počítačový program pro ovládání robotického 3D skeneru a práci s nasnímanými modely, který již nyní umožňuje kromě vizualizace modelů také měření vzdálenosti mezi zvolenými body (přímo nebo po povrchu těla), úhlu mezi vybranými přímkami, obsahu povrchu vymezené oblasti (velikost popáleniny) a objemu tkání (objem svalu). To vše s přesností v řádu desetin milimetrů. Ve vývoji jsou moduly pro časové srovnávání skenů (sledování účinků rehabilitace) či pro hledání rozdílů mezi skeny (automatická detekce zánětů a otoků). Vzhledem k tomu, že máme pod plnou kontrolou veškeré hardwarové i softwarové prvky robotického 3D skeneru, jsou jeho možnosti velice široké a není problémem jej přizpůsobit libovolné aplikaci. Existuje mnoho konkrétních případů, ve kterých by bylo užití robotického 3D skeneru jako nové diagnostické metody přínosné. Cílem tohoto příspěvku je zejména otevřít mezioborovou diskuzi mezi technickými odborníky, kteří mají často nedostatečný přehled o potřebách a možnostech v lékařství a lékařskými odborníky, kteří mají naopak nedostatečný přehled o možnostech techniky. Výsledná spolupráce techniků a lékařů by pak mohla vést k vytvoření zařízení, které bude opravdu užitečné a přinese zdravotníkům usnadnění jejich práce, pacientům zvýšení kvality lékařské péče a komfortu, a v neposlední řade i snížení nákladů na zdravotnickou péči.

Centra European Institute of Technology (CEITEC) in cooperation with St. Anne's University Hospital develops prototype of Robotic 3D Scanner, what is a device for capturing computer3D models of human body. In contrast with other imaging modalities, it reaches very high resolution (0,05mm), fast scanning and its operational costs are very low. Outpus of such a device is 3D model showing surface of body including its tiny details. Among spatial topology, it captures also brightness and type of surface (smooth/rough), what is useful eg. for control markers detection. Together with this device, software package has been developed. It controls scanning procedure of Robotic 3D scanner and also provides analyze tools for visualizing of model and also for measurements of distances, angles, surface areas and volumes in submillimetre resolution. There are also comparative modules in develepment. Usage of such a device is very wide and is is customizable for any application.

robotika; 3D skenování; měření měkkých tkání; medicínské zobrazovací metody

robotics; 3D scanning; soft tissues measurements; Medical Imaging

CHROMÝ, A.; ŽALUD, L.

10. 10. 2014

Mikulov