Přínos telekonferenční techniky na neurochirurgickém operačním sále pro výuku neurověd

Po dokončení přestavby neurochirurgické kliniky FN u sv. Anny v Brně se na pracovišti začal rozvíjet projekt telemedicíny, tj. projekt zabývající se přenosem obrazu snímaného přímo z prostor operačního sálu, nebo z příslušných modalit , tj. mikroskopu a endoskopu do konferenční místnosti , respektive kongresového centra Masarykovy univerzity [1]. Filozofie celého projektu spočívá ve využití moderních videokonferenčních zařízení a technik, což umožňuje předávání aktuálních informací během operačních výkonů. Oba operační sály jsou zasíťované LAN nemocnice zprostředkující připojení na PACS FN u sv. Anny v Brně a na informační systémy FN. Současně z důvodu rychlosti a objemů přenášených dat jsou zasíťovány optickými kabely. Tyto jsou vyvedeny do konferenční místnosti, jenž je součástí operačního traktu, i technické místnosti, odkud se dají přenosy spravovat. Připojení operačních sálů bylo nutno realizovat optickými kabely mimo jiné i z důvodu existence izolované soustavy na operačních sálech a samozřejmě s ohledem na variabilnost připojení v blízké budoucnosti. Obrazová data se z operačních sálů přenáší v digitální podobě prostřednictvím konferenčního zařízení Polycom VSX7000PAL, které pro přenos po LAN využívá standardu H.323, což je v současné době jednoznačný trend (obrázek 1). Tato videokonferenční zařízení pracují v normě PAL i NTSC a využívají datové přenosové rychlosti 56kbps až 2Mbps a standardu H.263+ pro zlepšení kvality obrazu. Pro přenos na linkách s menší propustností, respektive nižší šířkou přenosového pásma, jako je například ISDN využívají standardu H.320.

Obrázek 1: Schéma zapojení telekonferenční techniky na neurochirurgickém pracovišti

Sítě založené na optickém propojení mají šířku přenosového pásma 1Gbps což je pro přenos např. datového toku plného DV (25Mbps) zcela dostačující a to i s ohledem na možnost využití v budoucnu (HDTV). Tato zařízení mají kromě integrované kamery i obvody patentové technologie pro plně obousměrný přenos zvuku s potlačením ozvěn. Pro vyšší datové toky bude v budoucnu využito výpočetní techniky, umístěné přímo na operačním sále. Výhodou tohoto uspořádání bude především variabilita propojení jednotlivých komponent.

Úkolem projektu je spojení jednotlivých technologií na operačním sále (navigační systém BrainLab, endoskopický systém s archivací OR1 Storz, operační mikroskop Zeiss) a využití obrazových výstupů těchto modalit pro telekonference. Celý tento systém vybavení nově otevřených operačních sálů byl připravován pro kompletizaci napojení na Univerzitní centrum MU Brno s možností telemedicínského přenosu z operačního pole.
Jedná se o jeden z prvních operačních sálů, který umožňuje online přenosy obrazu v digitální kvalitě.
Za pomocí telekonferenční techniky se dají řešit online přenosy obrazu a zvuku, ale i obrazu vytvořeného z dat získaných akvizicí na příslušných zobrazovacích modalitách.

V posledních letech s přibývajícími možnostmi získávání velkého objemu obrazových dat z nejrůznějších modalit určených pro lékařské účely nabyla na významu tzv. 3D rekonstrukce scény ze souboru tomografických obrazů. Typickým příkladem jsou zobrazovací modality CT, MRI.

Ve fakultní nemocnici máme k dispozici magnetickou rezonanci Siemens Symphony 1,5T a výpočetní tomograf Marconi MX-8000. Tyto modality jsou zdrojem obrazových dat pro PACS nemocnice, na který jsme napojeni. Našim úmyslem je shromáždit stěžejní obrazová data od nemocných s klíčovými diagnózami a následně tato data zpracovat sofistikovanými segmentačními metodami a docílit tak optimálního 3D zobrazení, které by názorně ukazovalo vztah jednotlivých struktur k daným patologiím. Důležitou součástí celého procesu je využití multimodálních dat, jejich přesná registrace a následná 3D fůze. Využití dat z více modalit, popřípadě z více zobrazení jednou modalitou (MRI), je stěžejní právě proto, že každé toto zobrazení poskytuje zcela jinou vypovídající schopnost o anatomickém uspořádání a jeho vztahu k patologii.

Tato data by se zpracovávala a archivovala ve spolupráci Neurochirurgické kliniky LF MU, Univerzitního onkologického centra LF MU a Ústavu výpočetní techniky MU.

Jednalo by se o vizualizaci především procesů v oblasti hlavy, páteře a pánve pro účely pregraduální výuky. Cílem je vytvoření počítačových modelů postihující topografickou anatomii uvedených oblastí formou 3D vizualizace se zaměřením pro účely výuky, vědy a výzkumu v onkologii, chirurgické propedeutice, neurochirurgii a chirurgii včetně přípravy na státní rigorosní zkoušku. Vytvořené modely je možno využít z pohledu klinicko-anatomické rozvahy při výuce (vztahy jednotlivých patologií k okolním strukturám, a funkční důsledky vyplývající z těchto vztahů), ilustrace terapeutické plánovací rozvahy a pregraduální ilustrace možností vlastního operačního výkonu z hlediska prostorové představy blízké reálné operační situaci při výuce v oblasti neurověd. Dalším výstupem je vytvoření obrazu virtuální endoskopie s vytvořením endoskopického obrazu mozkových cest [2], páteřního kanálu, ale i patologických procesů oblasti pánevní a pánevního dna a hlediska vztahu k dutým orgánům dutiny břišní ve spolupráci s MOÚ.

Cílem projektu je využít veškerých takto získaných dat a prostřednictvím telekonferenční a dostupné výpočetní techniky obohatit znalosti především studentů lékařské fakulty. Navíc budou všechna takto zpracovaná data anonymizována a umístěna na výukový PACS server MU a prezentace vytvořené z těchto dat budou umístěny na výukový server Ústavu výpočetní techniky MU. Výuková data budou dostupná v učebnách k tomu určených.