The paper describes visualization steps of the surface of internal structures of the human body during stereo-endoscopic and laparoscopic operations using modern computer vision techniques. The presented stages make it possible to obtain three-dimensional representation (more useful for representation and analysis), which is especially important for assessing the state of the examined area and for training health care specialists. The direction of further research is the development of training tools using the proposed approaches.
PL
W pracy opisano etapy wizualizacji powierzchni struktur wewnętrznych ciała ludzkiego podczas operacji stereo-endoskopowych i laparoskopowych z wykorzystaniem nowoczesnych technik widzenia komputerowego. Przedstawione etapy pozwalają na uzyskanie trójwymiarowej reprezentacji (bardziej przydatnej do reprezentacji i analizy), co jest szczególnie istotne dla oceny stanu badanego obszaru oraz dla szkolenia specjalistów ochrony zdrowia. Kierunkiem dalszych badań jest opracowanie narzędzi szkoleniowych wykorzystujących proponowane podejście.
W pracy przedstawiono przypadek więźnia z lekkim upośledzeniem umysłowym, który dokonywał wielokrotnych połyków, cięć i innych aktów autoagresji. Połknięte ciała obce usuwano chirurgicznie, endoskopowo lub były samoistnie wydalane. Przypadek ten został opisany ze względu na wielokrotność interwencji, różnorodność połkniętych ciał obcych, a także instrumentalny charakter zachowania osadzonego – średnio dwa razy w miesiącu dokonywał aktu samouszkodzenia, chcąc wpłynąć na decyzje podejmowane przez kierownictwo Zakładu Karnego wobec jego osoby.
EN
A case of a convicted person with mild mental retardation, who made multiple tract swallowings, cuts and other acts of self-harm, was presented in the article. The foreign bodies ingested by the prisoner were removed surgically, endoscopically or spontaneously eliminated. The case was described because of multiple interventions, a variety of ingested foreign bodies, as well as the instrumental nature of the behavior of a prisoner – on average twice a month, He made an act of self-harm regularly, trying to influence the decisions taken by management Prison against him.
Obecnie lekarze mają utrudnione zadanie w leczeniu chorób środkowej części układu pokarmowego, tj. jelita cienkiego. Najczęstszym problemem jest zbyt późne wykrycie choroby, przez co całkowite wyleczenie staje się utrudnione lub wręcz niemożliwe. Lekarze cały czas namawiają ludzi do przeprowadzania badań profilaktycznych. Lecz nawet częste badania bez odpowiedniego sprzętu również nie przyniosą w pełni oczekiwanych rezultatów. Niniejszy artykuł zawiera przegląd obecnie stosowanych metod diagnostycznych jak i postępów w badaniach nowoczesnego sprzętu diagnostyczno-terapeutycznego. W podsumowaniu artykułu są przedstawione najważniejsze cechy jakie powinno posiadać idealne urządzenie przeznaczone do badań całego układu pokarmowego oraz koncepcja takiego urządzenia.
EN
The treatment of disease of the small intestine is not easy. The main problem is often delay in diagnosis making full recovery hard or even impossible. People are regularly encouraged to undergo screening procedures of the colon yet, no easy screening can be performed on the small bowel. This paper is a review of currently used diagnostic methods and a description of advances in this field. In the summary the perfect diagnostic device to evaluate the whole digestive system is proposed.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Capsule endoscopy was introduced to gastroenterology with the aim of improvement of the diagnostics means for these parts of gastrointestinal tract which are difficult to reach with a classical endoscopy. Modern capsules are equipped with an on-board light source and a camera Acquired images are transmitted to a video recorder. The next generation capsule that is developed within the VECTOR (Versatile Endoscopic Capsule for gastrointestinal TumOr Recognition and therapy) project will also make it possible to transmit a video stream in real-time. The video recording generated by the endoscopic capsule during its passage through gastrointestinal tract is of a considerable length and the automatic detection of its specific regions would enhance diagnostic capacity of the procedure. Therefore, a special algorithm has been developed and implemented in C++. The algorithm is meant to be used for automatic region classification within video recordings (streams) that can be obtained with an endoscopic capsule.
This paper presents the method of light propagation in human tissue. Subsurface scattering model together with photon mapping is applied to generate images. Surface and volumetric photon maps were used to fully describe the fluorescence phenomenon. The qualitative comparison between images will be presented to find the best camera angle of incidence. Moreover, multi-spectral images rendered during simulations are verified with real, scientific images.
PL
Artykuł przedstawia zastosowanie metody propagacji światła w stosunku do tkanek ludzkich. Model podpowierzchniowego rozpraszania razem z algorytmem mapowania fotonów zostały użyte do generowania obrazów. Aby w pełni symulować zjawisko fluorescencji, wykorzystano powierzchniowe i wolumetryczne mapy fotonów. Została przeprowadzona analiza jakościowa otrzymanych obrazów, w zależności od kąta nachylenia endoskopu. Ponadto, multispektralne obrazy wygenerowane w czasie eksperymentów, zweryfikowano z rzeczywistymi zdjęciami.
This paper describes the method of light transport in human colon tissue. The structure is treated as a turbid medium, so that subsurface scattering model can be applied. Extended photon mapping algorithm is utilized to add a contribution of fluorescence phenomenon and finally generate images. The quantitative dependencies between photon's angle of incidence and their distribution in the tissue are going to be shown. This investigation can be later used to find the best position of endoscope during cancer seeking and recognition.
PL
Artykuł opisuje metodę transportu światła w tkance ludzkiej jelita grubego. Tkanka jest traktowana jako struktura pylasta, dlatego można było zastosować dla niej model podpowierzchniowego rozpraszania. Użyto rozszerzonego o zjawisko fluorescencji algorytmu mapowania fotonów, aby wygenerować obrazy. Pokazano ilościowo wpływ kąta padania fotonów światła na ich rozkład w tkance. Badania te będą mogły zostać użyte w celu znalezienia najlepszego ułożenia głowicy endoskopu i szybszego wykrycia raka.
The paper presents selected metrological techniques that may be applied in diagnostic endoscopy in complex machinery including turbine and piston marine engines. The evolution of contemporary endoscopes has been described as well as theoretical background for optical and digital endoscopy. The methods of surface defect measurements of selected elements of marine engine structure have been presented based on a digital recording of endoscopic images: Stereo Probe, Shadow Probe, laser method and RGB.
PL
W opracowaniu przedstawiono wybrane techniki metrologiczne, które mogą znaleźć zastosowanie w diagnostycznych badaniach endoskopowych złożonych obiektów technicznych, w tym silników okrętowych – tłokowych i turbinowych. Przybliżono ewolucję współczesnych endoskopów oraz podstawy teoretyczne endoskopii optycznej i cyfrowej. Zaprezentowano metody pomiaru defektów powierzchniowych wybranych elementów struktury konstrukcyjnej silników okrętowych, które bazują na cyfrowym zapisie obrazu endoskopowego: metodę Stereo ("Stereo Probe"), metodę Cienia ("Shadow Probe"), metodę laserową, metodę RGB.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Badania endoskopowe mają na celu bezinwazyjne zidentyfikowanie i zdiagnozowanie schorzeń układu pokarmowego. Identyfikacja danej patologii polega na analizie otrzymanego podczas badań diagnostycznych materiału wideo. Wielkość zidentyfikowanej patologii decyduje o zastosowanej metodzie leczenia. W niniejszej pracy opisano trzy metody umożliwiające określanie wielkości patologii.
EN
Gastroscopic tests are aimed at non-invasive identification and diagnosis for alimentary system pathology. The identification of a given gastropathy consists in the analysis of a video material obtained during a procedure. The identified size of stomach pathology determines the treatment method. The paper presents three optional method to calculate size the stomach pathology.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł prezentuje propozycję realizacji systemu eksperckiego, który, działając wraz z osobą przeprowadzającą badanie z użyciem endoskopu, wspomagałby ją w szybszym określaniu i klasyfikowaniu zaobserwowanych zmian chorobowych przewodu pokarmowego. Wraz z systemem zaprezentowany jest sposób realizacji integralnej bazy danych do przechowywania danych otrzymanych z badań w postaci plików graficznych i filmów.
EN
The article presents the theoretical way of implementing the expert system which, due to the co-operation of the system with the person conducting the endoscope examination, will enable the medical staff to qualify and classify the observed pathological changes in a quicker manner. Together with the system is presented a way to implement an integral database, which stores the examination data in form of images and movies.
Celem artykułu jest wprowadzenie do zagadnienia segmentacji i dopasowywania cyfrowych obrazów medycznych 2D i 3D, np. z endoskopii i tomografii komputerowej, oraz krótki przegląd stosowanych metod. Na tym tle zaprezentowano nowe, oryginalne wyniki prac własnych autorów, dotyczących analizy cyfrowych nagrań wideo strun głosowych. Badania te mają na celu estymację parametrów ruchu tych strun dla ludzi zdrowych oraz chorych, np. ze zmianami nowotworowymi. W tym ostatnim przypadku wskazana jest analiza danych wideo przed i po terapii laserowej. W artykule porównano poprzednie wyniki autorów uzyskane dla metody segmentacji metodą poziomic (level sets) z metodą rozrostu obszarów (region growing). W końcowej części pracy zaprezentowano przykład zastosowania dopasowywania danych tomograficznych pacjenta podczas radioterapii zmian nowotworowych.
EN
In the paper introduction to segmentation and registration of medical 2D/3D data, coming from medical endoscopy and computed tomography, is done and a brief description of the most popular methods is presented. On this background, as an example, new original results of vocal folds video analysis are given. In this case evaluation of vocal folds motion parameters for people in good health and sick persons with cancer changes is addressed, especially before and after the laser treatment. In the paper previous segmentation results obtained for level sets methods are compared with application of a region growing approach. Finally, application of registration to computed tomography data before cancer radiotherapy is shown in the paper.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiana praca opisuje najnowsze ramię z rodziny telemanipulatorów Robin Heart - System Vision dla toru endoskopowego. Ramię Slave wyposażone jest w 4 stopnie swobody z modułem szybkiego mocowania endoskopu komercyjnego. Przeznaczone jest zarówno do pracy samodzielnej jako zrobotyzowany asystent w procedurach tradycyjnej, manualnej laparoskopii lub do współpracy z ramionami narzędziowymi rodziny Robin Heart.
EN
Presented work describes generally the new arm Robin Heart Vision for endoscopic camera holding. It has four degrees of freedom with the interface for quick endoscope fixing. It was designed and carried out as a standalone robotic assistant for manual laparoscopic surgery or to operate together with the tool arms Robin Heart.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The presented work proposes a mathematical model that describes polyps as stomach illnesses. It presents a practical application of the proposed model to measure polyp sizes. A method for determining polyp sizes on the basis of characteristic points plotted over the obtained video material has been also proposed. Authors proposed to use two coordinates system for describe of share: the spheroidal coordinates (prolate and oblate) ([eta]; [psi]) or the parabolic coordinates ([my], [ypsilon], [psi]). The first coordinates system describe shares from spherical to segment. The second coordinates system describe figures from oblate spheroidal to spherical.
PL
W pracy zaproponowano model matematyczny polipów chorób żołądka. Przedstawiono praktyczne zastosowanie modelu do estymacji wymiarów polipów oraz zaproponowano metodę określania wielkości polipa na podstawie punktów charakterystycznych nanoszonych na materiał wideo uzyskany w wyniku endoskopii. Autorzy zaproponowali dwa różne układy współrzędnych, które mogą być zastosowane do opisu różnych polipów: układ sferoidalny i układ paraboliczny.
W endoskopach powszechnie używanych w technice i medycynie podstawowymi elementami są : uporządkowana wiązka światłowodów, przenosząca obraz oraz system oświetlający. Limitowane jest to stosowanymi materiałami. Stosując inne materiały na wiązkę obrazowodową, np. szkła chalkogenkowe, można wyeliminować system oświetlający. W ten sposób grubość endoskopu ulega znacznej redukcji z kilkudziesięciu do kilku milimetrów. Zwiększa to zakres stosowania endoskopii.
EN
Conventional endoscopies are constructed with fiber optic image bundles and lighting system. It is restricted by used materials. Using specially chalogenide glass on fiber optic image bundles there is possibilities for diameter reduction up to about few milimeters and increasing range of the application.
W artykule przedstawiono wyniki zastosowania techniki endoskopowej w analizie procesu spalania silnika o zapłonie samoczynnym. Celem badań było poszukiwanie relacji pomiędzy prędkością rozprzestrzeniania się płomienia a przebiegiem ciśnienia w komorze spalania. Badania te realizowano, prowadząc obserwacje procesu spalania za pomocą techniki endoskopowej i ich rejestrację kamerą wideo oraz wykonując pomiary ciśnienia dla tych samych warunków pracy silnika. Uzyskano potwierdzenie występowania zależności między ciśnieniem i temperaturą w cylindrze a wielkością obszaru objętego płomieniem. Dokładna analiza zdjęć płomienia w komorze spalania pozwala na określenie chwili i miejsca zapoczątkowania spalania, kierunków i prędkości rozprzestrzeniania się płomienia oraz prędkości jego wygaszania pod koniec procesu. Przeprowadzone badania potwierdziły przydatność techniki endoskopowej do badań procesów zachodzących wewnątrz cylindra pracującego silnika spalinowego oraz dostarczyły informacji niezbędnych do określenia dalszych kierunków prac oraz uściślenia metod analizy otrzymywanych tą techniką obrazów.
EN
The application of the endoscopic technique for the analysis of combustion process in D.I. Diesel engine has been presented in this paper. Its main task was to confirm the correlation between recorded pictures of flame propagation and the cylinder pressure history. This aim was reached by carrying out the observation of the combustion process and cylinder pressure measurement at the same engine working conditions. One can notice the correlation between the intensity of combustion process described by the size of the flame field and the cylinder pressure and temperature. The exact analysis of video pictures can be used for determination of the beginning of combustion process, can give an opinion about its course and also enable analysis of the spray process and charge swirl in the cylinder. Since the potential usefulness of endoscopic technique in the investigations of the process taking place inside cylinder of the working engine has been confirmed, it is advisable to use it for the extended analysis of the combustion process. Some works on improving the methods of the results analysis are expected and have been already undertaken.
The utilization of MST strandard for description of gentroenterological diseases is presented. Three representative referring to colonoscopy, gastroscopy and ERCP are considered. The need of electronic atlas illustrating gantroenterological representative cases is also suggested.
The paper describes design and implementation problems of the digital atlas for medical diagnosis. Its functionality and two level graphical interface are presented. Creation of the template data base is also discussed.
Proces starzenia się społeczeństwa skutkuje między innymi zwiększonym popytem na operacje chirurgiczne, w tym operacje małoinwazyjne z użyciem narzędzi laparoskopowych umożliwiających skrócenie niezbędnego czasu hospitalizacji. Operacja laparoskopowa wymaga, oprócz chirurga prowadzącego, również udziału asystentów odpowiedzialnych za nawigację kamerą laparoskopową oraz podtrzymywanie nieaktywnych narzędzi. Wprowadzanie technologii robotycznych umożliwia redukcję zarówno problemów w komunikacji między chirurgiem a asystentem, jak i możliwych błędów medycznych na skutek np. drżenia rąk oraz zmniejszenie kosztu procedury. Autor przedstawia w artykule rezultaty projektu prowadzonego w ramach grantu DIH-HERO, wykorzystującego technologię robotyczną ARIA/BATEO firmy ACCREA Engineering w zastosowaniu przy chirurgii małoinwazyjnej.
EN
The ageing of the population results, among other things, in an increased demand for surgical operations, including minimally invasive surgeries using laparoscopic instruments to reduce the necessary hospitalisation time. Laparoscopic surgery requires, in addition to the attending surgeon, the participation of assistants responsible for navigating the laparoscopic camera and supporting inactive instruments. The introduction of robotic technology makes it possible to reduce both the problems with communication between the surgeon and the assistant and the possible medical errors due to e.g. hand tremor, as well as reduces the cost of the procedure. The author presents the results of a project carried out under the DIH-HERO grant, using ACCREA Engineering's ARIA/BATEO robotic technology in minimally invasive surgery use-case.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.