3D腹腔镜系统

3D腹腔镜系统（精选九篇）

3D腹腔镜系统 篇1

随着腹腔镜手术和影像技术的发展, 具有3D技术的腹腔镜手术系统逐渐应用于临床。高清腹腔镜系统是在传统二维腹腔镜技术基础上发展起来的三维立体高清影像系统, 其视觉真实, 手术视野三维立体, 深部组织纤毫毕现, 术野一览无余, 降低了手术难度。通过3D高清腹腔镜系统, 传统画面具有由图像采集单元模糊双眼合成的立体效果, 重现3D影像, 但手术操作者必须佩戴偏光眼镜, 才能进行手术[1]。3D视觉下的手术操作, 既保留了二维腹腔镜手术精细、微创的特点, 又兼有高清立体视野的优点, 提高了手术的精确性[2]。自2013年11月完成东三省首例应用3D腹腔镜系统的手术以来, 我院在3D高清腹腔镜系统下相继完成了84例各类腔镜手术。

1 一般资料与方法

1.1 一般资料

选取2013年11月至2014年2月接受3D腹腔镜手术的患者共84例, 其中男48例, 女36例;年龄19~67岁, 平均48岁。腹腔镜手术系统采用德国KARL STORZ 3D高清腹腔镜系统。第一类手术选择了解剖层次较为复杂的直肠癌根治术5例, 之后相继完成了右半结肠癌根治术4例、肺癌根治术4例、肺叶切除术4例、肾上腺肿瘤切除术6例、肾囊肿去顶减压术2例、肾部分切除术4例、肾癌根治术3例、广泛性全子宫切除术25例及单孔胆囊切除术12例和单孔阑尾切除术15例, 共计84例。本研究主要对手术时间、术中出血量以及肾部分切除和肾蒂阻断时间、术后住院时间等数据进行了统计。由于该类手术处于起步尝试阶段, 故未设对照研究。

1.2 设备操作方法

(1) 首先将3D内窥镜摄像头与摄像头连线进行连接, 注意使摄像头连接口上的红点标志与手柄上的按键方向一致后插入连接, 将导光束旋入摄像头手柄上光纤接口。 (2) 将摄像头连线插头插入主机上的摄像头接口, 将导光束旋入与冷光源接口插入冷光源中, 然后再打开主机电源开关和冷光源开关 (拔出摄像头连线插头前切记先关闭主机电源) 。 (3) 进行白平衡调节时, 将与摄像头连接的内窥镜的物镜前端对准一个纯白色的表面 (如纯白纱布等) , 按主机前面板上的白平衡键, 当监视器上出现White balance ok, 则表示白平衡调节完成 (调节白平衡时光源亮度需调节到30%左右) 。 (4) 功能设定:按下键盘Enter键1, 在监视器上会出现用户菜单模式, 通过摄像头手柄上的控制按键1, 选择Setup并按摄像头手柄上的控制按键2或键盘Enter键进入设置菜单, 在Button programming内可以对摄像头手柄上的按键进行快捷键设置, 3个快捷键可以设置6种快捷功能, 可根据个人习惯及工作的需要选择不同的功能进行设定。 (5) 带有USB端口ICM功能的摄像头主机, 连接可兼容的U盘或移动硬盘后, 通过摄像头设定好的按键或菜单选项, 可控制、保存定格的图像和视频, 也可连接兼容的打印机直接打印定格图像, 对需要保存3D图片和视频的需安装3D刻录机。 (6) 如果觉得3D景深效果不好或者看着头晕, 可以通过与摄像头主机连接的键盘 (Ctrl+Alt+Enter键) 进入诊断菜单, 在菜单的最后一个选项DDV Setup中, 通过改变Horiz.Right offset/Horiz.Left offset的参数进行景深调节。

1.3 维护保养及灭菌

(1) 在使用过程中, 尽量不要弯折摄像头连线和导光束;使用后要及时将摄像头连线与导光束从摄像头手柄上拆卸下来。 (2) 清洗时, 注意不能浸泡或用清水冲洗摄像头及摄像头连线, 擦拭外表面应用湿纱布, 严禁使用超声清洗机清洗镜头。 (3) 灭菌前用STORZ专用消毒盒存放, 注意各部件摆放的固定位置, 盖上盖子前注意检查盘绕的连线是否有翘起部分, 避免盖子压在连线上而造成连线损坏。 (4) 由于消毒盒较大, 如果无合适的纸塑包装袋, 选用无纺布打包时, 请在无纺布表面做一定的标志加固, 避免灭菌时出现剧烈震动和碰撞。 (5) 灭菌方式首选预真空高温高压灭菌 (134℃, 2 bar (1 bar=105Pa) , 5 min) , 另外也可以选择低温等离子、环氧乙烷 (ETO) 气体等灭菌方式, 但注意不要频繁地更换灭菌方式。

2 结果

84例患者全部顺利完成手术, 术中均无中转开腹病例, 均未造成大出血、邻近脏器损伤。84例手术用时20~210 min, 平均为70 min。其中, 单孔阑尾切除术、单孔胆囊切除术20~30 min, 直肠癌根治术160~210 min, 右半结肠癌根治术90~130 min, 肺叶切除术、肺癌根治术60~120 min, 肾部分切除术60~80 min, 肾蒂阻断时间13~25 min, 平均18 min。肾癌根治术3例, 用时60~90 min, 均经腹膜后途径完成。肾上腺肿瘤切除术用时60~190 min, 均由腹膜后途径完成。肾囊肿去顶减压术2例, 用时40~50 min, 均由腹膜后途径完成。广泛全子宫切除术25例, 用时90~180 min。84例手术术中出血为30~350 m L, 术中均无输血, 术后住院时间为2~7 d, 平均住院时间为5 d, 所有手术时长平均缩短30~120 min。由于手术时长带来的创伤较小, 无需支付由创伤大导致的昂贵输血费用, 同时麻醉时间也随之缩短, 从而减少了患者所承担的麻醉药品费用及手术耗材相关费用。

3 讨论

3.1 3D高清腹腔镜成像系统的发展

传统的二维腹腔镜手术技术在微创外科得到广泛应用, 已成为一项成熟的外科技术, 但随着手术难度的逐渐增大, 其局限性也同步显现, 如:术者操作过程中看到的是腹腔镜显示的二维平面图像及有限的器材操作空间等[3,4]。近年发展起来的机器人手术系统提供的精确三维解剖空间和精细操作技术已成为未来医学的发展方向[5], 但昂贵的设备及高额的手术费用限制了其临床应用和普及。随着光学系统的改进以及高清信号系统的出现, 现代3D高清成像腹腔镜手术视野清晰明亮, 还原了真实视觉中的三维手术视野, 使不同层面的血管、神经和组织间隙之间的立体感更强, 只需要佩戴一副轻巧的偏光眼镜即可进行手术操作, 具有广泛的应用前景。

3.2 3D高清腹腔镜系统的优势

首先, 3D高清腹腔镜技术改善了腹腔镜医生对深度的感知, 这是二维视觉效果无法实现的[6]。在传统的腹腔镜手术中, 缺乏对主体、深度和层次的感知是困扰外科医生的最大难题[7], 而3D高清腹腔镜系统在还原了真实的三维立体手术视野和最精确的空间定位的同时, 最大限度地提供了解剖的深度和立体层次, 提高了疑难复杂手术的精确度, 降低了操作风险, 而手术操作的精确度则是衡量外科医生手术技能的重要表现[8]。由于3D高清技术的诞生, 从结构层次及深度方面还原了真实的解剖视野, 保留了完整的触觉反馈, 是二维腹腔镜无法比拟的, 从而大大缩短了手术及缝合的时间[9]。在三维成像系统提供的立体、解剖层次和深度下, 各级血管、神经分布走向一目了然, 即使初学者处理起来也得心应手, 不仅缩短了手术时间, 而且还减少了术中的出血量。3D高清成像系统更适合于腹腔镜操作初学者, 可以为其从临床解剖过渡到实践操作提供更好的帮助, 简单易行的操作从感观上能够激发初学者的操作兴趣, 从而缩短了学习时间, 无需特殊训练即可完成, 使之能很快适应3D系统下的操作, 更快地熟练掌握腔镜手术技术。

4 结论和展望

微创外科的发展日新月异, 3D高清腹腔镜手术系统以其独特的三维立体深度和层次给外科医生提供了优良的感知体验, 使其得到了真实的操作体会, 保留了完美的触觉反馈, 使操作更趋于精确。尤其是单孔腹腔镜技术有诸多的优势, 更受外科医生的青睐。随着3D腹腔镜手术系统的诞生, 腔镜器械也将会得到同步完善, 从而使手术操作技巧得以升华, 使疑难复杂手术得以简化, 使繁琐的操作得心应手, 最大限度地缩短手术时间;同时, 由于手术安全、疗效显著, 且无明显并发症发生, 无昂贵的耗材和仪器使用的费用, 不会给患者带来沉重的经济负担, 因此将是未来腹腔镜发展的趋势。

参考文献

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3D仓储系统实训心得体会 篇2

通过本次3D物流系统实训，在系统中通过在真实情景中的角色模拟，掌握仓储企业中平仓、立体仓、配送中心、冷藏仓和危险品仓业务操作流程。

每一个订单的开始到完成，首先由销售代表与客户谈合同、签订合同，由客服文员填写收货订单，再由收货员进行收的流程，由客户文员填写发货订单，由发货员进行发货流程。

在这个环节的实训中，我感觉到每个岗位上的人的任务都是很重要的，在整个流程中都是不可缺少，每一次的贸易中，销售代表作为公司的象征与客户谈合’同时还要填写的合同编码、合同标题、合同类型与货主的确定，以及签订、生效、截止合同时期的重要性。在需要收发货物时，客服文员也有着非常重要的作用，要准确的填写货物的货主、入库原因以及该货物的所属仓库。在收发货物时，收、发货员都需要准确的核对订单号并选择正确的仓库进行货物的入库及出库，不能出错，如果出现一点点的错，单据就会是无效单据。

仓储管理实训,使我熟悉了仓储管理系统内的入库、出库、移库、盘点等各个操作环节，重新认识了仓库管理在整个物流运作中的重要地位。首先，在进行这次仓储实训的开始阶段，我们必须先对这整个系统内的基础信息进行简单录入，只有先把基础信息正确对应，才能让我们在后面的实训过程中顺利地进行所有的操作。主要的基础信息大致有新增设备、新增人员等部分。第二部分是供应商资料与客户资料的录入与维护。在这个实训操作中主要是一些与供应商和客户相关的一些资料的填写，主要包括对供应商管理与客户管理的编号、名称、所属行业、地区、联系方式等资料，需要 细心的填写，不能把编号、名称等填错。第三部分是对仓储系统内一些基础信息的设置。在仓储管理下的基础信息管理内，对库房进行添加，然后对区进行分配储位，分别对货架数、层数、截面数、通道号进行定义。同时新增仓储货品，主要是货物的名称、编号、规格、货物类型、计量单位、制造商、以及货物的尺寸等资料的输入与管理。在这个实训中，入库的货物都要经过这个环节，涉及数据较多，操作起来要格外小心，谨慎，不然很容易出错。第四部分是货品的出入库管理，包括出入库预处理。出入库处理的详细资料包括单据号、供应商、收货人、订单号、联系人及联系电话等，还包括出入库货物的详细资料。根据要求填写，生成出库或入库作业的计划。对作业资源进行调度维护，进行作业计划单反馈，分别对理货，上架等信息进行反馈，完成出入库作业对移库单进行录入，再进行移库作业单的调度，选中之前移库调度记录，进行作业计划单反馈，完成移库作业。最后是货物的盘点管理以及日结工作

我在这个环节的实训中，让我对物流管理这门专业有了更深刻的了解，也学会了不少新的知识。在这个环节中让我在学校的课堂上学习的理论知识有了更深刻的了解，还让我感到了理论知识与实践的不同，经过这次的物流实训让我了解物流企业的相关运管操作程序，增强了感性知识，并可从中进一步了解，巩固和深化已经学过的理论知识了解运作方式。将我们所学到的专业知识和具体实践相结合，以提高我们的专业综合能力况，提高了学习物流知识的兴趣，这次的仓储作业实训，我学到了很多知识，以后在我们生活中和工作中会用到很多物流方面的知识，所以我要更加努力的学习和巩固物流知识，在平时的生活中也多留意关于物流方面的知识，为我们以后的工作打下基础。

对付肝脏肿瘤，3D腹腔镜更轻松 篇3

患者刘先生因为腹痛到我院检查，发现右肝有一个5厘米×5厘米大的肿瘤，需手术切除。因为右肝肿瘤位置较深难以显露，入肝及出肝血流复杂并且血管变异较大，需要娴熟的手术技术才能顺利实施。经过术前的讨论，我科决定采用世界上最先进的肝脏CT影像解读分析系统（IQQA）三维重建联合3D腹腔镜手术为刘先生切除肿瘤。

手术前，我们利用三维影像分析系统对刘先生的病变进行了术前规划；手术中，在3D技术的引导下，我们能很清楚地看见肝上病变的毗邻关系及周边管道情况，然后采用娴熟的腔镜技术将肿瘤完整切除。整个手术历时2个小时。患者术后两天即可下地，一周后康复出院。

目前，常规腹腔镜存在一定的局限性，难以呈现器官、组织的自然感，需要不断修正平面与现实之间的差异，以避开眼和手的误差。而3D高清腹腔镜的手术优势在于还原了真实视觉中的三维立体手术视野，而且具有放大作用，相当于医生进入了患者体内，能看到患者腹部脏器出现明显的前后纵深感，能清晰显示手术器械与病变相对位置，也能立体、直观、清晰地显示肝内复杂管道结构，再进行精确的切除及重建。3D腹腔镜可以最大限度地减少血管、神经的损伤，较常规腹腔镜进一步减少出血和手术并发症，缩短手术时间，弥补腹腔镜手术无直接触觉的缺点，增加手术的安全性。

而更重要的是，3D 腹腔镜手术可以说是博采众长，既具备3D视野，有助医生更精细操作，又不会像外科手术机器人系统一样收费昂贵。3D手术高清腹腔镜的收费和普通腹腔镜一样，不会增加患者费用负担，只需要医生进一步的培训适应。

3D腹腔镜系统 篇4

关键词：3D腹腔镜,三维视野,微创外科

从1987 年腹腔镜应用于胆囊切除术开始, 在微创外科观念的影响下, 腹腔镜手术应用范围逐渐扩大。与传统开腹手术相比, 腹腔镜手术具有创面小、疼痛轻、术中及术后出血少、恢复快和瘢痕小等优势。传统腹腔镜只能给术者提供的是一幅2D平面图像, 画面缺乏空间感、深度感, 对很多缺乏经验的医生来说, 这样的视觉使得很多精细的手术操作难度加大。为解决传统腹腔镜的平面视觉的问题, 许多研究者将3D技术应用于腹腔镜系统中, 设计并创造了3D腹腔镜系统。为了更适应临床的需要, 3D腹腔镜技术经历了第1 代到第2 代的发展[1]。本文就本文对3D腹腔镜系统工作原理、发展过程、3D腹腔镜系统在临床手术应用现状及效果评估等进行简要介绍。

1 3D腹腔镜系统的工作原理及技术发展

3D成像是靠人两眼的视觉差产生的。人的左、右眼观察同一物体时, 会形成不同的视觉刺激, 两个不同的视觉信号通过大脑分析可辨别物体的空间纵深差异, 形成三维感知。3D显示的根本, 就是利用人眼左右分别接收不同画面, 加上人眼的视觉暂留效应, 使即使快速交替显示的左右图像画面, 也能让大脑经过对图像信息进行叠加重生, 构成一个具有3D立体效果的影像。3D腹腔镜技术, 正是基于这一原理。腹腔镜3D视觉系统采用并列两个独立物镜镜头模拟人的左、右眼, 手术视野影像分别被左、右物镜镜头采集。通过独立的两路光纤通道传输至中央处理器分析处理后, 以特定方式将两个不同的视觉信号传递给左、右眼, 在术者大脑中形成有纵深感的手术视野。

第1 代3D腹腔镜系统采用快门式3D显示, 两个独立物镜镜头拍摄的图像以帧序列的格式左右交替, 并通过红外发射器, 蓝牙等无线方式传输, 负责接收的3D眼镜实现左右眼同步观看对应的图像, 并且保持与2D视像相同的帧数。观看者的两只眼睛看到快速切换的不同画面, 同时在大脑中产生三维的画面。快门式3D成像由于画面闪烁及亮度等问题, 大大增加了术者眼球的负担, 视觉很容易疲劳, 并且需要佩戴的快门式3D眼镜极为笨重且昂贵。随着3D技术的发展, 快门式3D技术被偏振式3D技术所取代, 逐渐发展出第2 代3D腹腔镜系统。偏振式3D技术是通过在屏幕上加放偏光板, 同时输出偏振方向不同的两组画面, 当画面经过偏振眼镜时, 偏振式眼镜的每个镜片只能接受一个偏振方向的画面, 这样人的左右眼就能接收两组不同的画面, 而在大脑中产生三维的立体画面。快门式3D眼镜改成偏振式3D眼镜之后, 舒适性及画面的分辨率、解析率上都有所提高。但是偏振式3D系统需要佩戴偏振眼镜, 术者操作时的舒适度及视觉容易疲劳等问题依然没有更好的改善, 但是随着多视点裸眼3D技术的发展, 这些问题有望在未来得到解决, 3D腹腔镜系统也将得到更多的临床应用及推广[2]。

2 3D腹腔镜系统的实验评估

由于3D腹腔镜系统能提供清晰的手术视野、良好的深度感、空间感, 方便术者对深度、空间定位以及准确度的判断, 从而能降低外科医师的手术操作难度, 缩短学习曲线。Storz等[3]选择了20 位医学生与10 位有着至少100 例腹腔镜胆囊切除术经验的外科医生进行了一项实验, 被试者要求进行平面形状定位、不规则曲面定位、综合三维移动、缝合及打结5 项任务, 并统计操作完成时间与失误率, 最终得出3D腹腔镜在基础操作上优于传统腹腔镜的结论。Smith等[4]研究发现, 与传统2D腹腔镜相比, 通过3D腹腔镜系统进行腹腔镜下抓握、切纸、穿刺针戴帽及缝合等基本操作, 能显著减少操作时间及失误率, 降低初学者学习难度。Michele等[5]对3D腹腔镜系统下与传统的2D腹腔镜系统下手术操作进行了比较研究, 结果显示在3D腹腔镜系统辅助下操作完成的更快速、更准确。

在3D视野下, 操作的器械与组织的相对位置易于判断, 术者可以更准确地判断进针、出针的位置及方向, 提高缝合的准确性[6]。Bilgen等[7]通过实验比对了第2 代偏振式3D腹腔镜系统与传统的2D腹腔镜系统在手术时间上是否存在优势, 得出3D腹腔镜可以有效缩短手术时间, 并更易被外科医生所接受的结论。练向群等[8]通过分析84 例3D腹腔镜系统下完成腹腔镜手术 (包括单孔胆囊切除术12 例、单孔阑尾切除术15 例、直肠癌根治术5 例、右半结肠癌根治术4 例、肺癌根治术4 例、肺叶切除4 例、肾上腺肿瘤切除术6 例、肾囊肿去顶减压术2 例、肾部分切除术4 例、肾癌根治术3 例和广泛性全子宫切除术25 例) 的手术时间、出血量和术后住院时间等数据, 认为3D腹腔镜系统还原了真实视觉中的三维立体手术视野, 使不同层面的血管、神经和组织间隙之间的立体感更强, 解剖位置更为明确, 从而降低了手术难度, 缩短了手术时间。该系统具备腹腔镜与开放手术的共同优势, 使手术解剖更精确, 缝合相对容易, 手术安全, 疗效显著, 并无明显并发症发生。

自3D腹腔镜问世以来, 很多相关研究均表明, 相较于2D腹腔镜系统, 3D腹腔镜系统的使用使得术中的纵深定位和操作不需要过多依赖于术者的经验和腔镜技巧, 从而也能缩短经验较少者甚至初学者学习腔镜下操作的学习曲线, 手术的精确度提高, 手术副损伤的可能减小。使得更多复杂、疑难的腹部手术得以开展, 有着广阔的应用前景。

3 3D腹腔镜系统的临床应用及相关研究

我国3D腹腔镜技术起步较晚, 但自3D腹腔镜系统引进以来, 我国医务工作者积极展开相关研究, 并进行了相应的临床报道。李汉忠等[9]首先报道了运用3D腹腔镜系统进行肾上腺肿瘤切除术12例, 肾囊肿去顶减压术3 例, 根治性肾切除术15例, 肾部分切除术19 例, 肾盂输尿管成形术6 例, 根治性前列腺切除术5 例, 全膀胱切除术2 例, 共62 例手术均获成功, 并统计手术时间、出血量、肾蒂阻断时间、缝合时间和术后住院时间等数据, 并总结了相关的手术经验, 认为该系统具备腹腔镜与开放手术共同优势, 手术解剖更精确, 缝合操作相对容易。梁朝朝等[10]在完成10 例前列腺癌根治术、5 例膀胱癌根治术、6 例肾部分切除术、5 例肾盂输尿管离断成形术及2 例乳糜尿肾周淋巴管结扎术之后, 也总结了相关经验, 认为3D腹腔镜的立体视野可以清楚地分辨持针的方向, 明显减少调整缝针的次数, 更好地观察器官组织的立体结构, 可以最大程度地避免淋巴管的漏扎及血管损伤。同年, 蒋堃等[11]报道了通过3D腹腔镜下成功完成肾上腺肿瘤手术30 例, 并与同期传统2D腹腔镜肾上腺手术患者25 例进行比较, 得出3D腹腔镜技术较传统2D腹腔镜技术在空间定位及深度感觉上有明显优势, 一定程度上降低手术难度, 缩短手术时间的结论。李春生等[12]应用3D腹腔镜系统完成直肠癌根治术, 全结肠切除术, 右半结肠切除术, 并通过对直肠癌根治术3D腹腔镜组20 例, 2D腹腔镜组26 例的手术情况、病理学检查结果及短期疗效指标进行统计学分析[13], 得出3D腹腔镜具有手术时间短、术中出血少、操作准确度高及术后自主排尿时间早等优点的结论。许祖存等[14]通过3D腹腔镜系统完成41 例胃间质瘤手术, 其中3D腹腔镜经胃肿瘤外翻切除术18 例, 3D腹腔镜胃楔形切除术15 例, 3D腹腔镜辅助近端胃大部切除术5 例, 术后患者均获得长期受益。此外, 相继还有3D腹腔镜在胃恶性肿瘤手术、肝胆外科手术和妇科手术等应用的相关报道。

除应用3D腹腔镜系统完成各种腹部外科的手术以外, 越来越多的临床工作者将3D腹腔镜结合其他技术, 为相关患者提供个体化治疗, 并进行了相关的病例报道。苏泽等[15]采用3D腹腔镜联合胆道镜, 成功进行胆囊切除+ 胆总管切开探查取石、胆总管一期缝合术。项楠等[16]采用三维可视化联合3D腹腔镜曾对16 例肝胆疾病进行手术, 实现了精准的肝胆外科数字化微创手术, 同时证实3D腹腔镜系统在肝胆内外科具有使手术操作、术中出血变得可控的优势。

4 讨论

3D腹腔镜系统 篇5

1 病例资料

患者, 男, 46岁。因“上腹部痛伴发热4d”入院。术前B型超声、电子胰胆镜检查示:十二指肠乳头恶性占位。病理示十二指肠乳头腺癌。完善相关检查后于2013年7月4日行3D腹腔镜辅助胰十二指肠切除术。手术历时6h, 术中出血300ml, 手术过程顺利, 术后11d出院, 无手术并发症。

2 手术方法

患者在全麻平卧位下接受手术。于脐偏右侧作弧形小切口插入气腹针, 接二氧化碳建立气腹。腹腔镜明视下于两侧锁骨中线及腋前线分别置入两个穿刺套管, 分布呈扇形, 置各种操作器械。超声刀游离胃十二指肠、胰腺上下缘, 于胆囊管和胆总管汇合部上方1cm切断肝总管, 用切割闭合器断胃, 用超声刀逐步切断胰腺, 确切止血后于主胰管置入支撑管, 见胰液流出。切断空肠, 用切割闭合器离断胰腺钩突部后取出标本。清扫淋巴结后作胰胃、胃肠、胆肠吻合。冲洗腹腔, 彻底止血, 放入引流管后逐层关闭切口。

3 护理配合

3.1 术前准备

3.1.1 术前访视:

术前1d访视患者, 了解患者的病情状态, 及各项检查结果。向患者及家属描述手术室环境, 介绍手术方法及3D腹腔镜的优越性, 它可以使手术视野有放大4倍的效果, 医师操作时更清晰, 可以准确找到出血点, 吻合时定位也更准确。同时3D腹腔镜的使用不增加患者的任何费用, 使患者不会有更多的经济压力, 同时增强患者的信心和安全感, 从而减少患者术前的紧张、恐惧和不安。

3.1.2 物品准备:

3D腹腔镜摄像系统、3D镜头、光纤、3D偏光眼镜、二氧化碳气腹机、高频电刀、中心吸引器、超声刀、腹腔镜手术器械、4-0可吸收线、4-0 Prolene线、切割闭合器及钉仓、体位垫、暖风机等。

3.2 巡回护士配合

3.2.1 仪器检测:

巡回护士检查手术间环境是否达到要求, 按要求连接好3D腹腔镜系统的电源及显示器、冷光源和摄像系统之间的线路, 打开3D腹腔镜系统、气腹机、电刀、吸引等仪器, 检测其是否处于功能状态, 调至所需功率。

3.2.2 3D腹腔镜的使用配合:

打开镜头的无菌包装时要放在水平的台面上, 切勿垂直拎起, 以免掉落地上。冷光源机上有四个孔可以连接不同型号的光纤, 找到配套的孔垂直插入光纤, 摄像头线连接时有“UP”标记的那一面朝上垂直插入接口, 切勿左右摇晃插入。按下显示器右边从上到下第二个键, 这时显示器两边的操作键都会亮起。如需刻录, 按显示器左边一栏的“HD15”, 再点击配置进入刻录设置界面, 选好数据后点“确定”。如果医师感觉疲劳需要切换为2D图像, 点击“F2”。如需切换回3D图像则点击“F1”。

3.2.3 预防压疮:

由于手术时间长, 易造成压疮, 故该手术选择了软床垫的手术床, 垫头圈、脚踝垫、尾骶部贴压疮贴。术中需要头高脚低位, 约束带处垫上棉垫, 松紧适宜。保持床单平整干燥。

3.2.4 预防低体温:

在患者双腿间毛毯下放暖风机管, 用包布包裹, 不能直接贴着皮肤, 防止烫伤。由于麻醉观测要将头露出, 所以避免肩膀处受寒, 用布单遮盖。导尿消毒时将室温上调2℃, 防止患者低体温的发生。

3.3 器械护士配合

3.3.1 3D腹腔镜的配合:

3D摄像头、镜头及光纤安装好以后用艾力司固定于大单上 (禁止用布巾钳, 防止夹坏光纤和摄像线) 。镜头对准白纱布, 长按摄像头白色按钮, 直至白平衡“OK”, 中途松按钮开需重做白平衡直到成功。进腹前用50℃左右的0.9%氯化钠溶液浸泡镜头, 防止气雾产生[3]。术中时刻关注镜头, 防止滑落地上, 镜面模糊可用碘伏擦拭, 再用干纱布抹干。看3D图像, 如感到左眼模糊不适, 则镜子前端左镜面有血污或异物, 要擦拭镜面, 右眼不适则需擦拭右镜面。术中尽量保证镜子前端镜面的洁净。

3.3.2 游离切除标本的配合:

提前准备好可吸收夹、金属钛夹、血管阻断皮条剪至4~5cm备用。离断肝总管、胃、空肠、胰腺后, 剪4~5cm的头皮针软管作为胰管支撑管, 稍延长切口, 用标本袋取出标本, 0号可吸收线关闭小切口。

3.3.3 吻合口重建的配合:

胰胃吻合时递4-0 Prolene缝荷包, 胃肠吻合递圆形吻合器, 头端用石蜡油润滑, 胆肠吻合递4-0可吸收线作间断缝合。吻合时用的缝线较多, 要时刻关注缝针的数目, 要做到进去一枚出来一枚。

3.3.4 3D腹腔镜清洗灭菌和保养:

3D镜头、导光束、摄像头需冷却后才能进行清洗, 否则会使表面玻璃破裂。清洗、消毒、灭菌时应避免设备碰撞、扭折、敲击、挤压、损伤。规范使用低温等离子统一灭菌。偏光眼镜无需灭菌, 每次手术结束后如有污渍, 用擦镜纸沾水或消毒酒精擦拭, 晾干后放入专用盒。

4 体会

由于3D腹腔镜系统价格昂贵, 在使用过程中一定要参照厂家说明书, 严格按要求清洗消毒灭菌, 术中时刻保护镜头, 以免损坏。巡回护士要保管好配套的3D偏光眼镜, 因为裸眼看图像会比较模糊, 完全没有3D的效果。刚开始接触3D图像时会感觉头晕、眼部不适、易疲劳等症状, 需要一个适应过程[4]。此类手术时间比较长, 一定要时刻关注患者的皮肤受压情况及体温, 防止术后并发症的发生。手术的成功与否和多部门合作有着密切的关系, 所以丰富的护理配合经验是本例3D手术成功的重要保障。

关键词：成像, 三维,腹腔镜,胰十二指肠切除术,护理

参考文献

[1] 卢榜裕, 陆文奇, 蔡小勇, 等.腹腔镜胰十二指肠切除治疗十二指肠乳头癌一例报告[J].中国微创外科杂志, 2003, 3 (3) :19.

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[3] 董玲, 武海萍.26例手汗症行胸腔镜交感神经链切除术的护理配合[J].中华护理杂志, 2006, 41 (6) :559.

3D腹腔镜系统 篇6

1 我国腔镜手术教学现状

自1987年首次实施腹腔镜下胆囊切除术开始,2D腔镜技术已广泛运用于胸腹腔手术,肝切除、胆道手术、胰腺肿瘤切除[1]、胃癌根治术[2]、肺癌根治术、食管癌根治术[3]等复杂高难度的手术,均可在腔镜下进行。3D腔镜在2D腔镜广泛开展的基础上出现,因其特有的优势,在临床中已逐渐推广。3D腔镜由两个摄像头和2个光学透镜系统组成,当外科医生戴上偏振眼镜,来自两个摄像头的图像在大脑中融合并产生深度感,有别于传统腔镜的管状视野,其呈现的是一个更加清晰的腔内脏器相互关系视野,可以更好的辨别组织的相对关系。

在以往的腔镜手术学习模式中,均要求先掌握开放手术,随后才能进行相应腔镜手术学习。但对于广泛开展腔镜手术的医院而言,这种模式已受到很大挑战,低年资医生所接触的开放手术甚至少于腔镜手术,因此往往是开放手术与腔镜手术同时学习。现在普遍的学习流程分为四个阶段,理论学习即视频资料学习、模拟器操作训练、动物实验及临床实践学习。但实践中,模拟器训练和动物实验均较少开展,故而视频资料的学习成为临床实践操作前主要的学习手段,可为初学者提供熟悉的场景,为实际操作奠定基础,同时还可以学习一些简单的游离操作技巧。为了评估3D腔镜视频资料是否利于腔镜初学者掌握腔镜技能,笔者设计了对照实验,比较2D与3D视频资料的教学效果。

2 应用3D腔镜视频资料教学对初学者提高腔镜基本技能的对照研究

2.1 材料与方法

主要材料:3D及2D腔镜手术视频资料,为手术过程录制剪辑,每组均含5部手术录像,其中3部为腹腔手术,2部为胸腔手术,且两组视频总时长基本相等。腔镜技能的训练与考核使用我院腔镜训练中心的腔镜模拟器(易胜牌腔镜训练器),模拟器为2D视野,实验组及对照组均参与统一培训及练习。

试验设计及分组:试验分为试验组和对照组,均来自2015年度我院实习医师,每组30人,两组学生实验前均未参加任何腔镜视频或操作学习,随机分组。实验组接受3D腔镜手术视频资料学习,对照组观看2D腔镜手术视频资料,均分组统一观看,要求每周将5部视频观看一遍,学习期为1个月。而后组织两组进行统一的腔镜模拟器操作训练,训练1周后进行基本技能考核。

技能训练及考核方法:采用目前常用的腔镜基本技能训练及考核标准:①拾豆训练:左、右手均持分离钳,从一侧托盘内夹起黄豆,递交到另一侧分离钳中,之后将黄豆放入托盘。计算1min内夹取粒数。考核时测试三次,取平均值。②缝合打结训练:用持针器夹住小圆针及15cm长的4号丝线,在海绵上指定的进针点和出针点(小圆圈内)缝合,缝合后打外科结,计数5min内缝合后打结个数。考核时测试3次,取平均值。

统计学方法:各组数据均采用(均数±标准差)表示,统计软件采用SPSS 17.0,组间比较用t检验,P<0.05为差异具有统计学意义。

2.2 结果

拾豆训练:试验组每分钟拾豆数明显高于对照组,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05),见表1。

缝合后打结计数:试验组5分钟打结数均多于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

3 讨论

3D视频资料在腔镜手术教学中是一种全新的教学工具。既往的腔镜学习过程一般均始于观看2D视频录像,初学者往往有开放手术的立体术野变为平面术野的不适感,对目标结构的定位一开始不够准确,在手眼分离配合及操作的精确性上很难短时间掌握;但3D视频资料在术野的改变上并无太大的失真效果,甚至由于视频的放大作用,对各解剖结构的观察、定位更准确,更有利于初学者腔镜操作技巧的形成和熟练,缩短腔镜手术的学习过程。如范应芳等[4]报道,在3D腹腔镜下胆囊切除术中,下腹部各脏器前后纵深感明显,肝脏下缘、胆囊、肝总管等均可立体显现,解剖更清晰,操作更精准。

为了明确3D视频资料是否优于普通视频资料,我们设计了对照性试验。观察结果表明,试验组每分钟夹豆数量明显高于对照组(P<0.05),缝合打结技能考核结果也一致,说明3D视频资料的学习对技能训练成绩提高优势明显。受试者普遍反映3D视频资料缩短了对腔镜下术野改变的适应时间,对各结构的距离感更清晰。基于此开始的腔镜操作训练,提高了初学者的操作准确性,操作技巧的形成更加顺畅。在本实验中,使用分离钳夹豆时的纵深定位准确性,以及打结时持针器绕线时的空间准确性,实验组受试者的操作技巧形成较快,操作更加熟练。类似的,国外有作者[5]进行了一项前瞻性、随机对照研究,将24个新手通过传统腹腔镜和3D高清腹腔镜进行标准化腹腔镜手术,结果表明使用3D组较传统组手术速度明显加快(108min vs 127min,P<0.05),参与者认为使用3D腔镜技术较传统系统容易,2/3参与者更喜欢3D腔镜系统。

腔镜技术是21世纪外科的发展方向,目前,外科手术基本实现腔镜化。医学生毕业后直接就要面对腔镜手术,因此传统的腔镜手术教学模式面临考验,利用3D腔镜的视角学习可以使初学者更快更好地过渡到腔镜手术操作,更好的为广大患者服务。

参考文献

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[2]黄昌明,林建贤,郑朝辉,等.腹腔镜辅助胃癌根治术1380例临床疗效分析[J].中华胃肠外科杂志,2012,15:1265-1268.

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[4]范应方,项楠.3D腹腔镜胆囊切除术治疗胆囊结石1例并文献复习[J].南方医科大学学报,2013,33(12):1856-857.

3D腹腔镜系统 篇7

1 临床资料

1.1 一般资料

本组19例肺癌病人,男6例,女13例;年龄65岁~83岁(72岁±4岁);腺癌13例,鳞癌3例,大细胞癌2例,小细胞癌1例;术前合并高血压8例,高血糖4例,同时并发高血压高血糖2例,慢性支气管炎1例;病人术前均做系统辅助检查确诊,排除远处转移,均采用3D单孔胸腔镜肺叶切除+淋巴结清扫术;6例行右上肺叶切除,2例行右中肺叶切除,4例行右下肺叶切除,4例行左上肺叶切除,3例行左下肺叶切除。

1.2 手术方法

采用双腔气管插管静脉复合全身麻醉,健侧90°卧位,取患侧腋前线至腋中线第5肋间约4cm切口,置入30°胸腔镜,探查胸腔全貌:有无粘连及程度,肺裂发育情况,有无胸腔积液,胸膜种植肿瘤大小、质地、直径等。楔形切除肿块,术中冰冻病理报告确诊为肺癌,决定行肺癌根治术。腔镜切割缝合器分别处理和切断肺动、静脉和支气管,并行肺门及纵膈淋巴结清扫,确保无淋巴结残留后用灭菌蒸馏水冲洗胸腔,膨肺查支气管残端有无漏气,胸腔内止血,于切口后缘置入30号胸腔引流管1根,清点纱布器械无误后逐层关胸。

1.3 结果

19例老年病人均在3D胸腔镜下完成手术,医生护士配合默契,术中无一例因器械设备故障而耽误手术影响手术进程,手术时间为180 min±15min,术中病人体温为36.1℃±0.7℃,麻醉后苏醒时间为28.5min±6.5min,无压伤、低体温、苏醒延迟等并发症发生,术后恢复快,均顺利康复出院。

2 护理配合

2.1 术前护理

①护士培训:由工程师对手术室护士进行仪器设备培训,佩戴3D偏振眼镜,适应戴上眼镜后的视觉改变,掌握器械设备的安装及使用保养,熟练掌握腔镜器械的装卸及使用方法,熟悉肺组织、血管、支气管所用内镜直线切割缝合器型号,正确装卸,手术中器械出现故障能及时处理。胸外科专家讲授肺癌病人病理改变、临床表现、治疗方法及3D单孔胸腔镜手术中医护配合要点,包括体位摆放、皮肤保护、体温保持及病情监测等方法。②术前访视:术前1d由巡回护士访视病人,评估病人全身情况及心理反应,针对老年病人恐癌心理做好保护性医疗,介绍该手术的先进性及成功范例,使病人树立战胜疾病的信心,以积极的心态配合手术。③物品准备:Storz 3D胸腔镜仪器设备1套,包括监视器、冷光源、摄像主机;胸腔镜器械1套、胸腔镜下肺切器械1套(卵圆钳4把、直角钳1把、推结器1把、长柄持针器1把、淋巴结钳1只、腔镜下双关节剪刀1把、弯吸引器头1只及高频电刀、各种型号内镜直线切割缝合器、胸腔引流管,另备开胸的常规器械等;Bair HuggerTM充气式保温系统[5],输液加温系统,体温监测系统可选鼻咽温、肛温或测温导尿管之一;摆放侧卧位的体位架及体位垫,根据压疮评估情况准备安普贴。

2.2 术中配合

2.2.1 巡回护士配合

①病人进入手术间后巡回护士礼貌地问候病人,按照核查流程查对病人的身份、手术部位标记及病房带来的物品,因肺为成对器官,需认真与影像资料核对手术部位。在健侧上肢建立静脉通路,按医嘱使用术前抗生素。②配合麻醉师完成双腔支气管内插管全身麻醉,留置尿管,与手术医生、麻醉师协同摆放手术体位,病人采取健侧卧位,腋下垫软枕,腰桥对准手术区,呈折刀位,下身覆盖充气式保温毯,安放好麻醉架及器械台,胸腔镜台车放于头端或患侧,主刀医生及助手站在病人腹侧,电刀脚控器放于主刀右脚端。③协助消毒铺巾,与器械护士配合连接各种仪器导线,调节显示器屏幕与术者视线垂直,避免发生视像偏差以致影响术者的判断[6],根据手术医生的需要调节仪器的参数,腔镜状态时关闭电刀的电切功能。④术中密切观察病人的生命体征,及时供应手术台上所需要的物品,处理术中可能发生的变化,保证手术安全。

2.2.2 器械护士配合

①术前了解病情,并与手术医生充分沟通,掌握手术步骤,准备所需要的特殊器械。②戴上3D眼镜提前30min洗手整理无菌桌,常规清点用物,尤其注意会放入胸腔的铅线小纱布的清点。配合消毒铺巾,将各仪器、吸引管道、电凝导线连接并妥善固定。③集中注意力,正确阅读监视器上手术进程,反应敏捷,配合迅速准确。腔镜镜头因体腔内外温差易产生气雾,导致术野模糊时或镜头沾染上血迹使术野不清晰时及时用碘伏纱布擦拭镜头,以获得清晰的术野。④标本取出时使用取物袋盛装,以免发生胸腔及切口种植转移。手术室护士熟悉各组淋巴结的名称、位置,取下后放于淋巴结分组保存盒[7]内指定位置,以免混淆。⑤术毕与巡回护士一起共同清点物品,整理手术器械,交消毒供应中心清洗、包装、灭菌。

2.3 术后回访

术后24h由巡回护士进行回访,评估病人术后伤口疼痛情况、受压部位皮肤情况,询问病人对手术护理服务的意见、建议,以改进手术室护理流程。本组病人术后恢复良好,疼痛较多孔手术者轻,对手术室护理服务满意。

3 讨论

3.1 专科化的手术室护理配合

3D单孔胸腔镜手术只有一个切口,胸腔镜头及所有操作器械均经一个切口进入,使各器械相互干扰较大,操作角度受限,对手术者的技术要求很高。术者术中注意力需高度集中,需要器械护士能熟练掌握腔镜器械的使用方法,巡回护士能熟练操控腔镜设备,排除简单故障,熟知手术步骤,使术者全心完成手术,提高手术疗效,延长仪器和器械的使用寿命。3D单孔胸腔镜手术为微创手术,给许多老年病人带来福音的同时给手术人员提出了更严格的要求,由手术室胸外科专科护士配合单孔胸腔镜肺癌根治手术是保证手术成功的重要因素之一[8]。

3.2 摆放合适体位,做好压疮防护

摆放安全、合理、舒适的体位是手术成功的前提。老年病人耐受性差,摆放体位时必须动作轻巧、注重细节。取健侧卧位,腋下垫软枕,软枕厚度超过病人上臂直径2cm,以免压迫臂丛神经,腰桥对准手术区,呈折刀位,以加大手术区肋间隙,减少对肋间神经的挤压,减轻术后疼痛[9]。与传统2孔或3孔胸腔镜手术相比,单孔胸腔镜手术体位要求更高,因病变的位置、切口的位置不同所需要的体位也有所差异,有些病人摆完体位后根据术者的要求体位再向前倾斜15°左右[8]。本组有6例病人术前压疮评分为高度危险,术前在健侧肩部及髋部着力点贴上安普贴保护,摆放体位时注意动作轻柔,床单平整,衬垫舒适。全组病人术后无压疮发生。术中每30min巡视双上肢外展角度及肢端血液循环,检查健侧足背动脉的搏动,及时发现异常,需调整体位时与术者沟通后再操作。

3.3 术中保温

老年病人(年龄>60岁)因机体的退行性病变及脏器的储备功能降低,体温调节功能下降,更易出现低体温[5]。它可导致多种并发症,如术后寒战、切口感染和心血管并发症、凝血功能异常、麻醉苏醒延迟等[10]。围术期采取多种方法使病人体温保持恒定,措施有:①在病人进入手术室前将室温调至24℃~26℃;②输液使用温液管,使所有输入静脉的液体保持在37℃;③摆放体位后注意肩部及上肢裸露肢体的遮盖,给病人下身覆盖可充气式加温毯,进行主动加温,一般设定充气温度为38℃,术中根据病人的体温情况可调高至42℃;④温箱内准备37℃的灭菌蒸馏水以备术毕冲洗浸泡创面。应用体温监测系统实时监测病人体温,本组病人术中的体温维持在36.1℃±0.7℃,麻醉后苏醒时间为28.5min±6.5min,无术后寒战、拔管延迟的情况发生。

3.4 术中无瘤技术

无瘤技术是防止肿瘤转移的重要手段,单孔胸腔镜与传统多孔胸腔镜相比,取瘤时无法看清胸腔内情况,所以常规使用腔镜取物袋,以免从胸腔取出标本时污染体腔。另外,与传统多孔手术一样,取下的淋巴结和肿瘤不要用手直接接触,与肿瘤接触过的器械与非触瘤器械分开放置,触瘤器械需再次使用前要把钳端放于灭菌蒸馏水内浸泡5 min后再用。术毕用灭菌蒸馏水冲洗浸泡创面以杀灭肿瘤细胞,减少医源性肿瘤细胞的传播。

3.5 严密观察病情变化

老年人心肺功能差,应密切观察生命体征及手术的进展情况,一旦出现大出血、心律失常等意外情况能积极有效配合抢救,确保病人的安全。

参考文献

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3D电视系统的构成及发展 篇8

3D技术已经广泛应用于电影、电视、游戏和动漫等领域。目前国际上共有15个国家(英国、法国、德国、意大利、美国、日本等)开播了总计25个3D电视频道,其中有代表性的如美国的ESPN 3D、3Net,英国的Sky 3D和日本的Sukachan 3D169、BS11等。我国也已于2012年1月1日推出了首个3D电视频道。如果不考虑伴音,3D电视系统的基本架构可以划分为3D视频的获取、预处理或校正、视频编码、传输、解码还原合成和3D终端显示等部分,如图1所示。其发展历程可分为两个阶段,即双目立体电视和未来的自由视点立体电视。

1 双目3D电视系统的构成及技术解决方案

双目立体电视基于视差原理,模拟人眼(平均瞳距6.5 cm)从两个不同角度拍摄并表现同一场景,在人的大脑中合成立体画面。在双目立体电视系统的技术解决方案中,首先需考虑与现有电视传输系统的兼容问题,其次需要针对不同3D格式设计相应的信源压缩及传输方法。

1.1 基于“帧兼容”的3DTV系统解决方案

目前国内及欧美已经开播运行的3D电视系统中多采用高清“帧兼容”解决方案,该解决方案使用已有的视频编码标准和传输框架。这类解决方案可实现2D数字高清电视系统向3D电视系统的逐步迁移,该系统不仅满足用户观看3D电视的需求,同时也后向兼容传统的2D电视节目传输。

“帧兼容”的原理就是在3D视频信号编码前对其进行预处理操作,将3D摄像机拍摄下来的两路独立视频拼接成为一路符合现行2D高清电视系统传输格式的视频,其后续传输环节与高清电视信号完全一致[1]。在接收端要对机顶盒的固件进行升级,使其对接收到的信号还原成左右两路信号后再通过3D电视机显示出来。通过这种方式处理下的3D电视图像的分辨率是有损失的,所以只能作为一种前期过渡性解决方案。我国已经开播的3D电视频道即采用这种方式进行传输。

目前多数机顶盒到电视机的HDMI接口只支持Frame packing,Top-and-Bottom,Side-by-Side(Half)这3种帧拼接方式,其相应的参数见表1[2]。

由于国内高清视频格式采用隔行扫描制式(1 080i)、场频50 Hz,幅型比16∶9,因此最适合的拼接方式是Side-by-Side。如图2所示,Side-by-Side拼接方式的原理是将3D电视节目的左右两路高清视频帧做下变换处理(抽取奇数列或偶数列),使其水平分辨率减半,然后拼接成为一个完整的高清电视视频帧。关于Side-by-Side,Top-and-Bottom拼接方式及帧结构的详细说明见参考文献[3]。

Side-by-Side拼接有普通模式和互补模式两种实现方案。普通模式是指左右路视频最初下变换的时候,抽取的都是奇数列或都是偶数列。而互补模式是在下变换时,若一路抽取奇数列,则另一路抽取偶数列。因此在接收端,普通模式得到的都是奇数或偶数列,信息会有所重复。而互补模式中左右路视频的抽取像素并不重复,可以被显示设备充分利用。除垂直方向外,如图3所示的Sensio公司的Hi-Fi 3D格式,消减分辨率是沿对角线方向进行的,然后重排序拼接为一路,到接收端后还原像素位置,基于周围像素值进行插值还原,该方式可优化还原图像效果,因此已成为多家3D电视频道进行未来升级的备选格式。

在HDMI 1.4a支持的另两种拼接方式中,Frame packing是将左右路视频交替连续地接在一起,需要两倍于2D视频帧的时钟信号快速播放,因此与国内目前的各种标准不符,升级过于复杂。Top-and-Bottom方式是将左右两路视频帧进行上下拼接,在预处理时垂直分辨率减半,结合隔行扫描时垂直方向的分辨率进一步下降,因此更适合于逐行扫描。

Top-and-Bottom和Side-by-Side拼接得到的高清视频在使用H.264标准进行压缩后的编码效率基本相当。考虑到隔行扫描的广泛应用,选用Side-by-Side的拼接方式较好[4]。

在高清帧兼容的3D电视传输系统中,信源编码通常采用H.264/AVC,码率不低于15 Mbit/s,与高清电视信号的要求一致。需要加入扩展业务信息表示3D电视业务的类型、3DTV组件的类型以及3D视差范围等。当压缩码流到达接收端后由机顶盒解码并通过显示设备显示。现有机顶盒加入3D电视描述符解析功能,并采用了HDMI 1.4a接口后即可完成升级,解析发送过来的3D帧兼容电视信号。下一阶段还可以加入视频3D深度范围描述符来支持电子节目菜单(EPG)信息的3D显示功能。

1.2 基于多视点信源编码的3D电视系统解决方案

上述高清帧兼容方式并没有利用视点间的相关性进行压缩,而是为了满足已有网络的传输要求丢弃部分图像信息,损失了横向分辨率或者纵向分辨率。为提高压缩效率,越来越多的基于视点间相关性的解决方案已经被提出并得到了小规模的应用,这些解决方案的核心思路是采用基础视点加增强视点的方式。基础视点只应用帧内及帧间预测方式,符合标准单视点视频的信源编码格式,可以作为其他视点的预测源。该结构可满足后向兼容2D显示设备的收看需求,当接收端为2D显示设备时,只解码基础视点的图像序列,丢弃其他增强视点的内容。当接收端为3D显示设备时,将解码所有视点的内容,收看到完整的3D电视节目。

1.2.1 Simulcast模式

联播(Simulcast)模式是将左右两路视频各自独立地用H.264/MPEG-4 AVC进行编码,这种方式不需要进行预处理,对于发送和接收端处理的复杂度要求较低,但这种方式没有利用视点之间的冗余,对传输的带宽要求高,所以实际系统中并不采用这种方式进行传输,只用于与其他编码传输的结果进行性能对比。

1.2.2 H.264/AVC Multi-View Coding(MVC)(N=2)

由于两个视点在物理位置上连续,内容相似度很大,所以不仅可采用帧内/帧间预测,也可采用视点间预测的方式[5]。Multi-View Coding是H.264/AVC的扩展协议,其典型(N=2,N为视点数)的预测结构可以参考图4[6]。视点1的视频序列作为参考主视点,视点2的视频序列编码时不仅可使用基于运动补偿的帧间预测,也可使用视点间预测。与两路码流独立传输相比,提高了压缩编码效率。编码后双路视点的码流合成为一路码流进行传输。

对于基于MVC的双目3D电视系统,实时性的要求主要集中在解码时两路视频的并行处理能力上[6]。如图5所示,在并行处理中首先对视点0中的宏块进行解码,当第二行解码结束后,将会通知解码器视点1相应的宏块开始解码,这样视点1始终参考视点0先解码出的两行,实现同步解码的并行处理。MVC的其他特性可参见参考文献[6]和文献[7],其N>2时的预测结构介绍见2.1节。

1.2.3 基于混合分辨率视频编码(MRSC)的3DTV解决方案

根据双目抑制理论,如果左右眼看到同一图像,但清晰度不同,那么人的感知质量受清晰度高的那只眼影响更大。因此如左右眼分别看到高画质与低画质图像,其整体感知质量会得到平均。这为在立体电视系统中通过降低其中一个视点的分辨率来实现两个视点全分辨率的主观感受提供了可能性。

混合分辨率编码(MRSC)就是对左右视点以不同分辨率进行编码,其一为全分辨率,另一个通过下采样降低分辨率后编码。这种方式在左右视点总码率固定的情况下,在接收端解码后可以得到比双目全分辨率更好的主观感受。其原因在于MRSC可以分给全分辨率视点更高的码率。低通滤波与下采样都可以降低视点图像的清晰度,在参考文献[8]中通过实验证明下采样的效果更优,因此目前MRSC多采用下采样的方式降低另一个视点图像的分辨率。

可从三方面改进MRSC的编码效率:加入视点间的预测、在接收端加入反锐化掩膜算法对图像进行增强和下采样的算法优化。改进后的编码方式称为Advanced Mixed Resolution Coding(AMRSC)。对全分辨率视点解码后,可作为参考视点再对低分辨率视点进行视点间预测编码。除两视点分辨率不同外,其原理与MVC相同。反锐化掩膜算法是指对低分辨率视点解码上采样后,用一个简单卷积矩阵,削弱画面的低频成分并加强高频,对画面起到锐化效果,其流程参见图6。由于其复杂度低,可用于移动终端。

1.2.4 基于Video plus Depth(V+D)方式的3DTV解决方案

Video plus Depth(V+D)方式是对左右视点图像运用深度估计算法间接得到或用特制红外线摄像机直接得到当前视点的深度图,只传输一路2D视频图像与该视点的深度图,在接收端运用深度图像绘制(DIBR)技术重建两路视频图像。如图7所示,接收端用左路视频图像与深度图合成右路视频图像[9]。

深度图是以像素为单位,用单色亮度值描述每一个像素的深度信息形成的图像,例如规定最远的点赋值0,最近的点赋值为255。与复杂的视频图像相比,深度图的可压缩程度更高。对于2D电视用户可以只传视频图像而不传送深度图,从而实现向下兼容。该方案缺点是在接收端提高了重建的复杂度,如出现深度估计错误,在视频图像重建过程中会导致出现不连续的点。

DIBR是对于一个场景通过已有视点的动态图像或静态图像,结合与每个像素相对应的深度信息,合成一个在期望位置的虚拟视点的过程[10]。在该方案中,只涉及一个参考视点,在2.2节将涉及多参考视点进行合成。其主要步骤可以分为两个部分(见图8)[11]。

第一步,将输入的2D图像结合其相应的深度图映射并绘制到3D空间中,这些点合成的虚拟图像就在拟定的视点的位置。此过程称为3D Warping。

第二步,由于角度的变化,映射到新位置的视频序列会出现原始图像中未露出的区域,此区域没有前景物体遮挡形成空洞,所以要进行补洞处理(Hole Filling)。

针对这些空洞目前最常用的方法是对深度图进行平滑处理,使边缘模糊化,减弱第一步导致的深度不连续程度,缩小空洞范围,然后再对缩小后的空洞进行插值。由于平滑处理也会使非边缘处的深度图模糊化,降低了合成图像质量,所以补洞的处理方式还需要不断地改进。

MPEG提出的MPEG-C Part 3和H.264 Auxiliary Picture Syntax两种标准中规定了V+D的编码流程。如图9所示,MPEG-C Part 3中规定视频信号与深度信息分别独立进行编码,得到两路BS(Bit Stream)流,再通过多路复用器进行逐帧的交错复用打包成TS(Transport Stream)流进行传输,在接收端解复用、两路码流分别解码最后输出视频与深度图。

由于在MPEG-C Part 3中视频图像与深度图像是分别进行编码的,码率大小的分配会影响它们的图像质量。根据文献[9]中的实验数据,深度图的图像质量对合成后的视点图像质量有更大的影响。所以根据实际情况优化码率的分配,可以提高合成后图像的整体质量。

H.264 Auxiliary Picture Syntax是通过对H.264/AVC[5]标准中的存取单元(Access Unit)加以补充定义,存取单元中的辅助图像(Auxiliary Picture)可以存放深度图像信息,与其他参数信息共同传输至接收端,在解码时通过辅助参数来解码辅助图像中的深度信息,如图10所示。这种传输方式不需要考虑视频图像与深度图像的码率分配,两者在一个存储单元中被相同的编码器编码,所以不能通过调节码率分配进行优化。

2 多视点(自由视点)3D电视系统技术解决方案

在3D电视的应用中,交互性越来越重要。两个视点的观看自由度将无法满足观众需要,所以自由视点3D电视(Free-Viewpoint TV,FTV)应运而生。所谓自由视点电视就是观众可以不需要借助眼镜,在任意角度观看电视并可得到这个角度相应的立体画面。图11是多视点电视系统的组成示例。

自由视点3D电视系统的视频获取需要一套具有一定数目摄像机组成的矩阵。该摄像机组的排列可以是水平、环形或矩阵形状。采用何种摄像机排布方式取决于显示设备。图12是由日本名古屋大学用100台摄像机和麦克风制作的线性摄像机阵列(图12a)和二维摄像机阵列(图12b)[12]。

在这种摄像机矩阵中,由于摄像机的数目很多,不论是多么精密的支架都会出现几何上的偏差,摄像机也无法保证色度、亮度以及光圈等属性的一致,所以一套有效的校正系统十分重要。参考文献[13]中提出了一种基于摄像机校准(Camera-calibration-based)的几何校正方法。进行校正后再对多个视点的视频进行编码。以下介绍两种FTV系统,一种是基于MVC编码方式,另一种是基于MVD编码方式。

2.1 基于MVC表示的FTV系统

由于多视点摄像机位置连续,因此视频内容有很强的相关性。MVC编码方式的预测模型主要由一个主视点和多个增强视点组成。主视点作为增强视点的参考视点,对于FTV系统可全部解码进行观看,对于双目立体电视,可以只解码主视点和一个增强视点,对于传统2D高清电视则只解码主视点,从而达到后向兼容的目的。

图13为典型视点数N=8时的MVC预测结构[6]。为了降低码率,将分级B帧应用于各个视点的首帧。由于采用了双向预测,因此编解码顺序比较复杂。例如,视点S1的位置处于S0与S2中间,可用这两个视点作为参考帧预测S1,由此各视点编码顺序为0—2—1—4—3—6—5—7。为了有利于随机存取,此结构GOP=8,在S0/T8处又以I帧开始。可以根据不同的需求与应用场景对MVC的预测结构进行优化和改进。

2.2 基于MVD表示的FTV系统

将前述的双目V+D编码方式扩展到N>2的多视点情况即称为多视+深度(Multi-view Video plus Depth,MVD)的编码方式。该编码方式可以通过左右参考视点的视频图像及深度图合成中间视点的视频图像,与MVC不同的是这个中间视点可以是实际不存在的虚拟视点。因此MVD最大的优点是能够显著减少实际用于拍摄的摄像机数量[14],提高了编码效率。其接收端通过DIBR合成虚拟视点的原理如图14所示。

该方案中DIBR的基本原理与1.2.4节的V+D方案基本相同,不同之处在于其可以参考左右两个方向的相邻视点的视频与深度图,此时DIBR会增加一步将参考视点1、3分别生成的两路虚拟视点2的图像进行融合(Merging)[15],首先将一路合成后的画面存入输出缓存,然后将画面中的未知空白区域用另外一路合成画面的相应位置进行填补,补偿了画面中的缺陷。因此相比单一参考视点的V+D方案,MVD得到的虚拟视点图像质量会更优。可见,基于MVD的编码方式在未来3D电视系统的发展中潜力巨大,必将发挥重要的作用。

3 总结

3D电视系统的发展主要由两方面技术决定,其一是3D电视显示技术,普遍认为将经过双目立体显示+眼镜辅助、裸眼双目立体显示、裸眼多视点(自由视点)显示、全息立体显示等发展阶段,该技术发展不仅影响观看3D电视的主观感受,也会引领3D电视系统发展方向。然而,当前基于视差原理的显示技术还不能完全模拟人眼实现真3D的效果,其对一场景是采用定汇聚点的方式拍摄的,只能实现一个场景中个别物体的3D效果,而人眼是可以连续汇聚定焦的,因此通过视差原理实现的拍摄及显示技术还有很大的改进空间。其二是3D视频编码技术,随着3D显示技术向更多视点表现的方向发展,需要传输和存储的数据量都会越来越庞大,如何压缩数据是影响3D电视系统实施与普及的重要因素。

本文系统地介绍了各种3D电视系统的构成和关键技术,为3D电视系统的进一步研究提供参考。基于多视点信源编码的系统解决方案不仅可提升观众的感知质量、支持传输更多附加信息用于增值业务、拥有更广阔的适用范围,还提升了此类系统3D视频的存储能力。因此这类系统解决方案将会成为未来发展的趋势和研究的热点。

摘要：主要介绍了3D电视系统的现状与发展,按照由双视点向未来多视点3D电视系统发展的技术路线,依次介绍了各阶段系统的架构。同时,对关键技术的基本原理也做了详细说明,包括过度阶段的帧兼容、多视点视频编码、混合分辨率视频编码、视频与相应深度信息联合编码等解决方案。最后对3D电视系统中有待解决的问题和未来的研究方向进行了总结。

淘宝3D试衣系统的应用前景探讨 篇9

为了找出能够解决上述问题的办法, 互联网技术逐步融入到的服装恒业, 并且互联网技术在企业营销模式中扮演了越来越重要的角色, 传统的实体店经营已经不能满足现代社会快速的消费模式, 随着互联网技术的不断融入, 对服装企业的设计、制造、加工等各个环节都起到了重要的作用, 推动者服装产业从原来的劳动密集型产业向科技型产业的转变, 从而实现企业的现代化转型。

1 3D试衣技术介绍

1.1 技术分析

新型的3D试衣技术就是根据用户提供的个人数据, 合成三维立体模型, 将衣服可以随着人的动作而产生形变, 从而不对比对人体模型和衣服是否合适, 从而达到试衣的效果。当前网店都是采用原先的二维试衣的方法。衣服都是以单件衣服或者模特试穿的形式拍成照片展示, 而这些只能展示衣服的外在特征, 由于衣服的材料和各个人体型的差异, 有些卖家会因为收到货后不满意而退款, 而这样也造成买卖双方财产上的损失, 对于买卖双方来说都会造成或多或少的影响。而随着现在科技的发展, 新型的3D试衣技术就打破的现在所面临的问题, 衣服穿了看意外还能够试穿, 输入自己的身形数据后形成一个3D效果图, 并且试衣后可以全身展示, 方便快捷, 省时省力。

1.2 试衣状况分析

针对各个地方经济和科技水平的差异, 现在市场上主要有线上十一系统和线下试衣系统而现在线上试衣系统主要有3D试衣等, 3D试衣主要主要是在网页上或者下载一个3D试衣客户端, 通过电脑摄像头或者输入自身数据来达到试穿的效果。而线下试衣主要是通过3D试衣镜来完成, 通过扫描的形式录入顾客的体貌特征并以图片的形式显现在显示器上, 顾客可以根据平时的穿衣动作穿衣, 简单方便, 这种试衣方式也会给顾客带来不一样的视觉感受。

1.3 调查分析

针对现阶段二维试衣和3D试衣系统的应用情况, 经过应用实践比较, 对实践客户进行问卷调查并作出统计分析, 收集到的信息显示:有81.3%的顾客在淘宝上月均购买3次以内的购衣经历, 而有2.7%的顾客在网上有6次以上的购衣经历, 因此在网上购物的人群是庞大的, 而在对顾客购衣的满意度的调查来看, 顾客主要对型号、质量以及图片和实物存在差别等问题上不满意, 众多原因导致了他们对网上购物不是十分满意, 因此3D试衣技术可以弥补上述所出现的问题, 因此3D试衣技术的应用前景是广阔的。

2 3D试衣技术前景

2.1 3D试衣系统自身存在的问题

3D试衣技术属于新兴技术, 国内外对其研究尚不成熟, 试衣的过程中对人体外形以及服装的3D信息的获取存在困难。三维扫描设备没有大量的运用, 这些对3D试衣技术的运用也会增加相应的难度, 而对于买家来说由于人体形态的差异, 系统录入数据存在不准确性, 另外还有衣服的材质等问题。同时技术的应用还需要花费大量的人力物力, 企业以及淘宝买家是否愿意增加成本也是需要考虑的问题。

2.2 3D试衣系统的优势

在以前传统的购物模式中, 卖家只能通过询问顾客的腰围等体态特征来判断衣服的型号是否合身, 而顾客只能通过浏览店面衣服型号和模特体型来确定自己穿的型号, 缺乏数据的准确性, 很有可能造成偏差, 而这些也就可能造成买卖双方退货、退款、换货等一系列的问题, 对买卖双方都会造成利益和时间上的损失, 而3D试衣技术的诞生这些问题就可以得到有效的解决, 3D试衣技术可以全方位的查看试衣效果, 使顾客有种身临其境的感觉, 降低退货的几率, 从而提高顾客的满意度, 激起顾客的购买欲望, 从而提高销售量, 同时也有利于电子商务产业的发展。

2.3 市场需求量大

截止到现在我国有着将近7亿的网民, 互联网的普及率还不到一半, 而中国互联网还处在快速发展阶段, 网上购物具有很好的前景, 因此面对快速的经济发展形势, 而针对淘宝而产生的3D试衣技术在未来的社会应用的也会得到充分的体现, 并且3D试衣技术可以根据市场需求和流行趋势做出适时做出调整, 减少由于衣服型号问题造成的经济损失, 现在社会生活节奏的加快, 互联网的便利更加显现出来, 而且网上的商品相对于实体店来说价格便宜, 网店的成本现对于实体店低, 而且网上店铺比实体店多, 销售衣服的种类款式也多, 足不出户就可以得到想要的商品, 而这些也为3D试衣技术提供了较好的发展前景。

3 总结

随着3D试衣技术的不断运用, 打破了传统的实体店的销售模式, 在现在科技水平的支持下, 3D试衣技术受到了越来越多的人的关注, 并且它的市场需求量也会很大, 3D试衣技术在以后的应用中会不断的完善, 其在淘宝上应用也是时间上的问题, 3D试衣技术以其有趣实用的优点带给人们不一样的试衣感受, 而从企业的角度来讲, 3D试衣技术可以增加企业对市场的信息感知能力, 实现企业信息优化及生产制造智能化, 我相信随着未来科技不断发展, 3D试衣技术也会不断的创新, 从而为我国互联网行业带来更多的惊喜, 让我们尽情期待吧!

摘要：随着当今社会经济一体化的发展, 服装行业竞争压力越来越大, 商业环境也发生了根本性的变化, 市场需求紧跟流行趋势, 并且消费观念也发生的改变, 消费者对产品的要求越来越多样化和个性化, 使得生产厂家以多品种为主, 改变大批量生产的经营模式。产品的生命周期不断的缩短, 如何才能快速的把握市场动态, 满足消费者不同的服装定制要求, 掌握服装行业的发展和流行趋势, 是现在整个服装产业的迫切需求。由于当今互联网行业的快速发展, 网上购物被越来越多的人接受以及网上方便快捷等优势, 对实体店形成了较大的冲击, 但是网上购物也有自身的缺点, 比如产品存在色差, 消费者不能亲身试穿以及网络缺乏有效的监管等等, 因此这些问题也是厂家们现在迫切需要解决, 因此本文本文结合市场信息和需求, 针对现阶段所面临的问题, 为服装企业制定了从个性化设计到3D试衣然后到最后的销售模式等整体解决方案。

关键词：3D试衣,个性化设计,生产制造,销售

参考文献

[1]郭梦燃, 石洪英, 史睿等.针对3D试衣系统在淘宝上应用的前景分析[J].中国科技信息, 2014, (22) .