... / ... / Virtual Reality / 3D Moleculaire Visualisatie

3D Moleculaire Visualisatie

Nieuwe visualisatie technologie maakt het voor de clinicus mogelijk om ultrasound, CT en MRI datasets 3 dimensionaal te bekijken. Ook de uitkomsten van functionele moleculaire studies zoals RNA- en eiwit-expressie in muizen embryo’s kunnen in 3D worden geprojecteerd.

MI3Het Erasmus MC was het eerste universitaire medische centrum dat een ‘I-Space fully immersive virtual reality (VR)’ system geinstalleerd heeft. De I-Space is een zogenaamd 4-muurs CAVE tm–like (Cave Automatic Virtual Environment) VR systeem. Dergelijke systemen plaatsen de kijker in een virtuele wereld door hem / haar te omringen met door de computer gegenereerd 3-dimensionale beelden. De beelden worden geprojecteerd op de muren, vloer en soms het plafond van een kleine ‘kamer’ waarin de waarnemers zich bevinden. De huidige LCD en DLP projectie technologie maakt het mogelijk om beelden met hoge resolutie en een aanzienlijk dynamisch bereik te projecteren op schermen van 2.5 tot 4 meter breed. Voor de Erasmus MC I-Space worden 8 Barco SIM5 DLP projectoren gebruikt, met een resolutie van 1400x1050 pixels en een contrast ratio van 2000:1. De schermen zijn 2.60 bij 1.95 meter.

Het 3D effect wordt bereikt door het gebruik van de zogenaamde passieve stereo methode: er worden 2 projectoren per projectie scherm gebruikt, uitgerust met circulair polariserende filters, die 2 separate beelden projecteren voor het linker en rechter oog. De kijkers dragen licht gewicht ‘zonnebrillen’ met polariserende lenzen, waardoor ieder oog slechts het beeld van 1 set projectoren binnen krijgt, resulterend in diepte perceptie.

MI2De I-Space maakt zeer gedetailleerde drie-dimensionale visualisatie mogelijk van gen- en eiwit-expressie in weefsel monsters met behulp van confocale microscopie (CSLM) of optische projectie tomografie (OPT). OPT is een imaging technologie ontwikkeld door de Medical Research Council van de UK die volledige beeldvorming van kleine (1 – 15 mm) specimens mogelijk maakt. Anatomische details (ongekleurd, gekleurd of fluoriserend) kunnen zichtbaar gemaakt worden met een resolutie op cellulair niveau (5 – 10 µm).

De OPT technologie kan worden ingezet voor verschillende samples, variërend van embryo’s tot individuele organen en weefsels, zolang ze maar doorschijnend gemaakt kunnen worden. De samples kunnen onbehandeld zijn om de anatomie te kunnen visualizeren, van kleur voorzien (DAB, NBT/BCIP of X-Gal / NBT) of gelabeled met fluorizerende markers. De OPT 3001 bevat filters voor GFP, GFP+ en Cy3 labels. Door middel van labeling kunnen genexpressie patronen en eiwitdistributie gevisualiseerd worden.

Tegenwoordig spelen 3D imaging faciliteiten zoals CT, MRI en 3D ultrasound een steeds grotere rol in onderzoek, het stellen van een diagnose en de planning van een behandeling. De combinatie van V-Scope en de I-Space geven onderzoekers en clinici de PS3mogelijkheid details te zien die met de tarditionele 2D displays (bv computer monitors) niet zichtbaar waren. Ook kunnen nu zeer accurate 3D metingen verkregen worden welke niet mogelijk zijn met de standaard display-methodes.

Naast gebruik in velden zoals cardiologie, neurochirurgie en orthopedie is de grootste gebruikersgroep van onze VR technologie momenteel de prenatale diagnostiek. De eerste negen maanden van het menselijk leven spelen zich af in de buik van de moeder, waar we niet in staat zijn de foetus direct te observeren. De innovatieve beelden welke kunnen worden verkregen door het visualizeren van 3D ultrasound scans van het embryo of de foetus in de I-Space bieden dan ook vele mogelijkheden voor grensverleggend onderzoek. Drie dimesionale ultrasound kan ook worden gebruikt voor het opsporen van bijvoorbeeld aangeboren afwijkingen of groei retardatie. In de I-Space zijn efficiënte en preciese 3D metingen en detail evaluaties mogelijk zoals de positionering van handen en voeten, gezichtskenmerken en andere indicaties van aangeboren afwijkingen of syndromen. Hierdoor is het een ideaal instrument voor verbeterde prenatale diagnostiek.