Программным обеспечением, разработанным американскими учёными, создана возможность воспроизведения в виртуальных хирургических стимуляторах фотореалистических изображений потоков крови и ожогов.

Новейшие разработки применимы к симуляторам эндоскопических операций, проведение которых осуществляется через небольшие отверстия в животе. При таких технологиях наблюдение за ходом операции ведётся через монитор. Созданный виртуальный симулятор предназначен для обучения и способствует повышению квалификации хирургов.

Тренажер позволяет закрепить инструменты внутри манекена, а целый ряд устройств способствует реалистической механической «обратной связи» с рукой хирурга.

Единственной неправдоподобной составляющей методики была реакция ткани на воздействие хирургического инструмента. В реальной ситуации при повреждении сосудов выбрасываются струи крови, повреждённые сосуды прижигают электрокоагулятором, при этом происходит интенсивное выделение дыма, и т.д.

Поэтому крайне необходимо было, чтобы виртуальный симулятор полностью воссоздавал картину операции — точное количество выделившейся крови, степень задымлённости световода, всё это требует сложных расчётов газо- и гидродинамических уравнений. Современный уровень развития технологий не позволяет с достаточно высокой скоростью сделать вычисления, необходимые для генерации таких процессов. В то же время нужно учесть, что в ходе операции происходит постоянная смена внешних факторов.

Поставленная задача была решена посредством наложения на демонстрированные симулятором ткани и органы рассчитанных и запрограммированных спецэффектов. При этом использовались собранные видеозаписи реальных эффектов задымления, происходящие при операции. Разнообразные дымовые струйки объединили в общий каталог и на его основе высчитали алгоритм воспроизведения нужных записей при работе с симулятором.

Частота обновления кадра в секунду равна 30, и программа позволяет варьировать густоту задымления в зависимости от действий хирурга.

При воспроизведении кровотечения программой используются анатомические сведения об объеме крови в определённом сосуде. При этом рассчитывается скорость тока крови при учёте «глубины» виртуального повреждения артерии либо вены. Компьютерная анимация воссоздаёт изображение струи крови.

Разработка данной технологии впоследствии, возможно, будет использоваться и при создании компьютерных игр.

Следующая новость: Учёные из Дании опровергают связь абортов с психическими нарушениями женщин
Предыдущая новость: Испанские учёные разработали методику выявления транссексуальности по МРТ