Войти
Медицинская анимация короткий учебный фильм, как правило, базируется на физиологическую или хирургическую тему, которая визуализируется с использованием 3D компьютерной графики. Хотя медицинская анимация может быть предназначена для широкой аудитории, она чаще всего используется в качестве учебного пособия для медицинских работников или их пациентов.
Ранние медицинские анимации были ограничены базовыми каркасными моделями из-за низкой скорости процессора. Однако быстрое развитие дизайна микропроцессоров и компьютерной памяти привело к созданию значительно более сложных анимаций.
Медицинскую анимацию можно рассматривать как отдельную визуализацию или в сочетании с другими сенсорными устройствами ввода, такими как дисплеи на голове, стереоскопические линзы, тактильные перчатки, интерактивные рабочие станции или автоматические виртуальные среды пещер (CAVE).
Хотя медицинская анимация возникла из области реалистичных медицинских иллюстраций (например, созданных фламандским анатомом Андреасом Везалием в XVI веке), она также обязана технологиям кино и компьютерным изображениям.
Термин « медицинская анимация» появился примерно на три десятилетия раньше появления компьютерной графики. Хотя первая компьютерная анимация была создана в Bell Telephone Labs в 1963 году, фраза «медицинская анимация» появилась в научном контексте уже в 1932 году в Journal of Biological Photography. Как обсуждали Кларк и Хошалл, этот термин относится к двумерным иллюстрированным кинофильмам, созданным для включения в фильмы, показываемые для студентов-медиков.
Создание компьютерной медицинской анимации всерьез началось в начале 1970-х годов. Первое описание использования трехмерной компьютерной графики в медицинских целях можно найти в выпуске журнала Science за 1975 год. Его авторы, группа исследователей из кафедр химии и биохимии и биофизики Техасского университета Aamp;M, описал потенциальное использование медицинской анимации для визуализации сложных макромолекул.
К концу 1980-х медицинская анимация стала отдельным видом физиологических и хирургических инструкций. К тому моменту исследователи предположили, что трехмерные медицинские анимации могут иллюстрировать физиологические, молекулярные или анатомические концепции, которые в противном случае были бы невозможны.
Сегодняшняя индустрия медицинской анимации представляет собой один из аспектов индустрии компьютерной анимации, не относящейся к развлечениям, годовой доход которой по всему миру составляет 15 миллиардов долларов в год.
Растущая тенденция среди студий медицинской анимации - создание клипов, ориентированных на объяснение хирургических процедур или фармацевтических механизмов действия в терминах, достаточно простых для понимания непрофессионала. Эти анимации можно найти на веб-сайтах больниц, на рабочих станциях врачей, на веб-сайтах здравоохранения в Интернете или в самих студиях медицинской анимации. Такие анимации могут также появляться в телешоу, платформах OTT и других популярных развлекательных заведениях как способ просвещения аудитории по обсуждаемой медицинской теме.
Иногда эта форма анимации используется в больнице. В этом контексте клипы могут использоваться для получения полностью осознанного согласия пациентов, которым предстоит операция или лечение. Аналогичным образом, исследования показали, что медицинские анимации, обучающие пациентов, могут снизить количество случайных операций в неправильном месте.
Из-за относительной нехватки трупов для хирургического обучения и сокращения использования животных и пациентов, не давших согласия, институты могут использовать медицинские анимации как способ обучения будущих врачей анатомическим и хирургическим концепциям. Такие симуляции можно просматривать пассивно (как в случае трехмерных медицинских анимаций, включенных через CD-ROM в пакеты медицинских учебников) или с помощью интерактивных элементов управления. Стимуляция зрительно-моторных навыков с помощью тактильных ощущений - еще одно возможное применение технологии медицинской анимации, которое связано с заменой трупов в хирургических классах инструкторами и манекенами.
Создание пропорционально точных виртуальных тел часто достигается с помощью медицинских сканирований, таких как компьютерная томография (КТ) или магнитно-резонансная томография (МРТ). Такие методы представляют собой экономию средств и времени, позволяющую отказаться от создания медицинских анимаций с использованием разделенных на части трупов. Например, в рамках проекта Visible Human Национальной медицинской библиотеки были созданы трехмерные медицинские анимации мужских и женских тел путем сканирования трупов с использованием компьютерной томографии, после чего они были заморожены, вырезаны на участки толщиной в миллиметр и записаны с использованием фотографий с высоким разрешением.
Для сравнения, медицинские анимации, созданные с использованием только сканированных данных, могут воссоздать внутренние структуры живых пациентов, часто в контексте хирургического планирования.
Медицинские анимации часто используются как метод визуализации огромного количества микроскопических процессов, происходящих в человеческом теле. Они могут включать взаимодействие между органеллами, транскрипцию ДНК, молекулярное действие ферментов, взаимодействие между патогенами и лейкоцитами или практически любой другой клеточный или субклеточный процесс.
Молекулярные анимации похожи в том, что они изображают структуры, которые слишком малы для человеческого глаза. Однако эта последняя категория также способна иллюстрировать атомные структуры, которые часто слишком малы, чтобы их можно было с какой-либо ясностью визуализировать с помощью микроскопии.
В сотовой анимации могут использоваться модели, созданные вручную, или модели, полученные с помощью микроскопии и последующего создания полигональных трехмерных поверхностей.
Чтобы объяснить, как работают лекарства, производители фармацевтических препаратов могут предоставить анимацию механизма действия, часто через веб-сайты, посвященные конкретным лекарствам, отпускаемым по рецепту. Эти медицинские визуализации обычно не представляют клеточные структуры полностью или пропорционально. Вместо этого анимация механизма действия может визуально упростить взаимодействие между молекулами лекарства и клетками. Эти медицинские анимации могут также объяснить физиологическое происхождение самой болезни.
Несколько исследований показали, что трехмерную медицинскую анимацию можно использовать для обучения новичков тому, как проводить сердечно-легочную реанимацию в экстренных случаях. Эти отчеты обычно предполагают использование заранее подготовленных, озвученных анимацией захвата движения, которые просматриваются с помощью мобильного телефона или другого портативного электронного устройства.
В области судебной экспертизы разработан ряд приложений для медицинской анимации. К ним относятся так называемая «виртуопсия» или виртуальное вскрытие с помощью МРТ останков, которые слишком повреждены, чтобы их можно было исследовать или реконструировать. Аналогичным образом, медицинские анимации могут появляться в залах судебных заседаний, использоваться в качестве судебных «реконструкций» мест преступлений или воссоздавать сами преступления. Допустимость таких доказательств сомнительна.
Исследователи предположили, что медицинские анимации можно использовать для распространения материалов медицинского образования в электронном виде, что позволит получать к ним доступ и использовать как профессиональным практикующим врачам, так и практикующим врачам-любителям.
Некоторые институты используют анимацию как для обучения студентов-медиков выполнению основных операций, так и для того, чтобы дать опытным хирургам возможность расширить свой набор навыков. Были проведены многочисленные исследования эффективности и возможности предварительного планирования хирургических вмешательств на основе медицинской анимации. Инструменты экспериментальной анимации также были созданы как неотъемлемая технология в хирургии под визуальным контролем. Сегодня в хирургическом обучении используется медицинская анимация в сочетании с виртуальной реальностью (VR), дополненной реальностью (AR) и симуляцией.
