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Technologie 3D en laparoscopie

Meilleure précision et exactitude, temps d’utilisation réduit, bien-être personnel et courbe d’apprentissage plus courte.

En savoir plus sur la 3D

Comment fonctionne la 3D ?

3D est l’acronyme de tridimensionnel et est synonyme de vision stéréoscopique. L’un des avantages d’avoir deux yeux est la capacité de perception de la profondeur. Parce que nos yeux sont séparés d’environ 3 pouces, chaque œil voit une image légèrement différente lorsqu’il regarde un objet. Lorsque les images individuelles vues par chaque œil atteignent le cortex visuel, le cerveau rassemble automatiquement ces images et interprète les informations concernant la troisième dimension. D’autres indices qui aident le cerveau à traiter la perception de la profondeur sont la perspective, l’ombrage, la foudre, la couleur, la taille relative, etc.

Le système de caméra Aesculap^® EinsteinVision^® 3.0 utilise les caractéristiques de la perception humaine pour créer une image 3D. Pendant l’opération, deux capteurs Full HD dans la tête de caméra capturent deux images à partir d’un point de vue différent, simulant ainsi les différentes perspectives de l'œil gauche et de l'œil droit. Ces images sont traitées et affichées sur un écran 3D, qui fournit des images 3D nettes et lumineuses. L’observateur doit porter des lunettes 3D pour créer l’illusion de profondeur spatiale. Ces signaux doivent atteindre le cerveau simultanément, mais par des canaux séparés, ce qui est rendu possible par l’utilisation de lunettes 3D.

Quelle est la différence entre les lunettes 3D actives et passives ?

Les verres 3D peuvent être divisés en deux technologies principales, les verres actifs (obturateurs) et les verres passifs (polarisés). Les deux techniques sont différentes pour envoyer deux demi-images stéréoscopiques pour chaque œil séparément au cerveau.

Les verres Active Shutter 3D ouvrent et ferment électroniquement les lentilles à cristaux liquides au-dessus de chaque œil, synchronisées avec le moniteur médical 3D. Lorsque le moniteur fournit une image de l'œil gauche, les lunettes 3D couvrent l'œil droit de sorte que seul l'œil gauche voit l’image sur le moniteur, et inversement pour l’autre œil. Le processus se répète si rapidement qu’il est pratiquement indétectable pour l’observateur. L’inconvénient des lunettes 3D actives est qu’elles sont alimentées par batterie pour piloter la fonction d’obturateur et communiquer et se synchroniser avec le moniteur 3D. Imaginez ce qui pourrait se passer si les verres de l’obturateur tombent en panne de batterie à mi-chemin de l’intervention. Outre le poids supplémentaire des batteries, les verres d’obturateur sont également plus chers que leurs homologues passifs.

Les verres 3D polarisés passifs ont un système de filtrage différent pour chaque œil, ce qui signifie que chaque œil ne voit que l’image qui lui est destinée. Ils voient l’image gauche et l’image droite en même temps (contrairement aux verres d’obturateur) sur la même zone à travers des filtres polarisés orientés perpendiculairement l’un à l’autre. Ces filtres polarisants laissent passer la lumière de différentes polarisations. Chaque œil perçoit une image différente, ce qui donne l’effet 3D.

Exemple de lunettes 3D polarisées passives

En fait, les lunettes passives 3D doivent être polarisées circulairement car ce n’est qu’alors que l’observateur peut incliner la tête d’un côté à l’autre sans affecter le contraste et la luminosité de l’image 3D.

Étant donné que les lunettes 3D polarisées n’ont pas besoin de piles pour créer l’illusion d’une image 3D et qu’il n’y a pas de problème (de visualisation) pour basculer entre l’image 2D et 3D en direct sur l’écran du moniteur, elles sont aujourd’hui la technologie de prédilection en matière de visualisation 3D médicale.

Quel est le meilleur procédé de stérilité pour les composants visuels 3D ?

Jusqu’à récemment, deux options étaient disponibles pour l’approvisionnement en produits stériles d’un système de caméra. La première option est l’autoclavage. Cela inclut généralement l’endoscope et parfois aussi la tête de caméra si elle n’est pas recouverte d’une housse stérile. L’inconvénient de l’autoclavage est la contrainte thermique sur le produit due à une température élevée (134 °C). Cela entraîne souvent une réduction de la durée de vie du produit et une augmentation des coûts d’investissement, car des têtes de caméra supplémentaires doivent être achetées dans un délai défini. Un autre inconvénient est qu’en raison de la durée du processus d’autoclavage requis, un hôpital a généralement besoin de plusieurs têtes de caméra pour exécuter la routine quotidienne du bloc opératoire. Cela augmente considérablement les coûts d’investissement. L’avantage est que l’autoclavage est un procédé standard disponible dans pratiquement tous les hôpitaux.

La deuxième option est Sterrad, un stérilisateur à plasma gazeux basse température nécessitant du peroxyde d’hydrogène pour le processus de stérilisation. Différents types de stérilisateurs Sterrad sont disponibles. L’avantage est que le cycle de stérilisation total, y compris le transport, est généralement considérablement plus court que l’autoclavage, car les stérilisateurs Sterrad n’ont pas besoin d’être placés dans l’unité centrale de stérilisation, mais peuvent être situés plus près du bloc opératoire. Cela réduit les coûts d’investissement, car il n’est pas nécessaire d’acheter plusieurs têtes de caméra. L’inconvénient pourrait être que le type de stérilisateur Sterrad requis pour le traitement des composants 3D n’est pas disponible dans l’hôpital.

Aesculap lance un concept de stérilisation innovant

En raison de ces inconvénients existants, Aesculap a lancé un concept stérile innovant : le champ stérile pour caméra simple EinsteinVision^®, qui scelle hermétiquement l’endoscope 3D complet, la tête de caméra et son câble. Elle sert de barrière stérile entre le patient et le système de caméra. Le concept est simple : un patient, un champ !

Il y a plusieurs avantages :

Le processus – aucun changement dans la pratique existante utilisant un champ stérile
Le système de caméra d’utilisation reste dans le bloc opératoire et est toujours prêt à l’emploi
La qualité – le couvercle en verre intégré à l’extrémité distale du champ stérile offre une vue dégagée du site opératoire
Le patient – le champ stérile ne contient pas de latex et réduit le risque de contamination croisée
Le budget – avec un maximum de deux caméras (0°, 30°), toutes les procédures de tour peuvent être effectuées
Les économies – pas de coûts de retraitement

Caméras Chip-on-the-Tip par rapport aux caméras 3D conventionnelles – quelle est la différence ?

Systèmes de caméra 3D Chip-on-the-Tip - L’endoscope 3D Chip-on-the-Tip est une technologie relativement nouvelle par rapport à la configuration de caméra traditionnelle. Deux capteurs d’image sont montés directement à l’intérieur de l’embout distal de l’endoscope. L’image générée dans l’objectif distal est dirigée sur les deux capteurs d’image, convertit les signaux optiques en signaux électriques et les transmet à la tête de caméra 3D par le biais de câbles. De là, les signaux stéréoscopiques sont transmis à l’unité de commande de la caméra et ensuite au moniteur 3D où ils sont affichés sous forme stéréo passive avec différents angles de polarisation à gauche et à droite. Les lunettes 3D passives donnent à l’observateur l’impression d’une image tridimensionnelle.

Les composants optiques et les interfaces de l’endoscope sont remplacés par des câbles de signal. Le poids total du système de caméra est ainsi réduit.

Généralement, les systèmes à puce sur embout sont une solution d’endoscope à caméra « tout-en-un » sans possibilité de mise au point de l’image. Le câble optique est intégré dans le système de caméra.

Exemple de systèmes de caméra 3D Chip-on-the-Tip

En raison du diamètre extérieur de 10 mm du système de caméra 3D et du fait que deux capteurs doivent être montés dans l’extrémité distale de l’endoscope, la taille des capteurs d’image est considérablement plus petite que celle d’une tête de caméra 3D conventionnelle. Par conséquent, la résolution d’image native du capteur est généralement inférieure à la résolution Full HD (1080 lignes de résolution horizontale) et doit être mise à niveau vers la qualité Full HD.

La perception de la profondeur est une caractéristique clé de la vision stéréoscopique. Seule une bonne perception de la profondeur donne l’impression d’une image 3D naturelle. En raison de sa nature technologique, le système de caméra Chip-on-the-Tip ne fournit qu’une profondeur de champ limitée, ce qui entraîne généralement une impression 3D moins impressionnante.

Les capteurs plus petits ont une taille de pixel réduite, ce qui entraîne généralement un niveau plus élevé de bruit d’image perturbateur. Il est donc avantageux d’avoir des capteurs plus grands dans la caméra.

Exemple d’un système de caméra 3D classique comme le système 3D EinsteinVision®

Systèmes de caméra 3D conventionnels - Un système « conventionnel » comme le système de caméra 3D EinsteinVision^® d’Aesculap^® se compose d’un stéréoendoscope rigide contenant des lentilles et des objectifs en tige de verre pour transporter l’image de l’extrémité distale de l’endoscope vers les deux capteurs d’image situés dans la tête de caméra.

À partir de là, le flux d’informations 3D est similaire à celui décrit dans la caméra à puce dans l’embout.

Les principales différences par rapport au système chip-on-the-tip sont :

Les deux capteurs d’image placés dans la tête de caméra sont nettement plus grands. Ceci est très avantageux pour un faible bruit d’image.
La zone de focalisation est généralement plus large que celle des systèmes de caméras à puce.
La résolution d’image fournit une résolution Full HD native (1080 lignes de résolution horizontale). Par conséquent, un processus d’extrapolation n’est pas nécessaire, car la résolution complète est déjà disponible sur la sonde.
Le poids supplémentaire du système d’objectifs à tige et des objectifs est négligeable par rapport au poids total de la tête de caméra.

Ne serait-il pas agréable de regarder du contenu 3D sans avoir à porter des lunettes 3D ?

En fin de compte, c’est ce que beaucoup pensent être la prochaine étape de la technologie 3D. C’est pourquoi de nombreux développements sont en cours pour commercialiser des écrans dits autostéréoscopiques. Ces affichages 3D sont déjà visibles sur certains smartphones ou systèmes d’affichage commerciaux et les experts supposent que cette technologie sera bientôt utilisée dans le domaine médical.

Technologie 3D en laparoscopie – une nouvelle dimension dans le bloc opératoire

La laparoscopie a révolutionné la chirurgie par rapport aux procédures ouvertes, en particulier en termes de réduction des complications. La laparoscopie peut encore être améliorée grâce à une technologie innovante. L’une de ces approches est la laparoscopie 3D.

Laparoscopie 3D versus 2D : le jugement est clair

Lorsque de nouvelles innovations médicales ou techniques se retrouvent dans la pratique générale, il n'y a souvent pas de consensus clair au départ sur leurs avantages. Cependant, la comparaison entre la laparoscopie 3D et 2D a donné un jugement clair en faveur de la technologie 3D.

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