Virtuális érsebészet

A holland kutatók rács- vagy felhőalapú virtuális érsebészeti rendszere fejlett elosztott szimulációs és vizualizációs képességeivel egy adott érműtétre való felkészülés támogatása mellett a kezdő érsebészek képzését is segíti.

Virtuális radiológia

A teljes rendszer egyik kulcseleme a Virtual Radiology Explorer (VRE) nevű komponens, amely lényegében egy virtuális érsebészeti problémamegoldó környezet. A VRE egyik alegysége egy olyan sejtautomata elven működő számítógépes struktúra, amely szimulációk segítségével mintegy képes megjósolni a műtét utáni hemodinamikai viszonyokat. Ehhez a rendelkezésre álló háromdimenziós (MRI, CT) leletek először egy olyan előszűrésen mennek át, amelynek a végén csak a műtét szempontjából fontos arteriális struktúrák információi maradnak meg, majd ezek alapján végzi el a felhőalapú rendszer a szimulációs számításokat. A kapott eredményeket az operatőr az asztali számítógépén tekintheti meg, amelynek a szoftvere lehetővé teszi a korábbi háromdimenziós képek és a szimulációs számításokból származó adatok együttes vizuális kezelését. A műtét megtervezése során a megjelenített háromdimenziós struktúrák szabadon manipulálhatók, azaz „térben” létre lehet hozni egy tervezett bypass-műtét utáni helyzetet. A rendszer a változtatások után minden esetben kiszámítja az új geometria alapján várható áramlási viszonyokat, így az operatőr előre meg tudja ítélni a különböző megoldások hemodinamikai hatékonyságát, illetve több lehetőség kipróbálásával optimalizálhatja a műtéti tervet.

Az operatőr számítógépe a rajta futó megjelenítő szoftverrel, továbbá a vizsgálóeszközök (CT, MRI, stb.), illetve a számításigényes műveleteket végző számítógépes rendszer nemcsak földrajzi helyzete miatt különül el egymástól, hanem azért is, mert különböző adminisztratív egységek diszkrét informatikai rendszerei. Ezeknek a transzparens, hatékony, ugyanakkor szigorú szabályokhoz kötött biztonságos eléréséhez az Amszterdami Egyetem kutatói a CrossGrid nevű kezdeményezés erőforrásait használták fel.

Hatékony és interaktív

A CrossGrid egy olyan számítógépes rendszer, amelynek célja a kifejezetten sok adatot használó, számításigényes alkalmazások interaktív futtatása. A CrossGrid pan-European elosztott informatikai erőforrásait jelenleg 16 országban veszik igénybe (Magyarország még nincs köztük). A rendszer elérését egy speciális átjáró biztosítja, amelyen keresztül a megfelelő jogosultságokkal rendelkező felhasználók hozzáférhetnek a Cross- Gridhez, alkalmazásokat futtathatnak rajta, dolgozhatnak az adatbázisaival, és személyre szabhatják a beállításait, ezért a CrossGrid látszólag olyan a számukra, mintha az asztali számítógépükön futna.

A már említett VRE szinte teljes egészében a CrossGriden fut, és az asztali gépen csak egy olyan modulja működik, amely az elképesztően bonyolult szimulációs számítások végső eredményét jeleníti meg. Az Amszterdami Egyetem esetében a háromdimenziós vizsgálati adatok a Leideni Orvosi Központ diagnosztikai eszközeiről kerülnek a CrossGridre, és tárolásukat is Leidenben végzik.

Egy lehetséges forgatókönyv

A teljes rendszer működését egy példával szemléltetjük. Egy hasi aortaszűkületben szenvedő beteg képalkotó vizsgálatainak eredményei bekerülnek a leideni adattárba. Ha a leletek alapján nyilvánvaló, hogy bypass-műtétre van szükség, akkor a radiológus értesíti a sebészt (a felhasználót), aki bejelentkezik az erős azonosítással védett CrossGrid portálra, és utasítja a rendszert, hogy a Leidenben tárolt képek alapján végezze el az előzetes számításokat. Amikor ezek elkészülnek (általában nagyon gyorsan), a felhasználó elindítja asztali gépén a VRE-t, letölti a képeket, kiválasztja az őt érdeklő anatómiai régiót, majd átalakítja a képernyőjén megjelenő képet, azaz felvázolja a tervezett bypasst, s a megfelelő ikonra kattintva feltölti az új helyzetnek megfelelő adatokat a CrossGridre. A CrossGrid saját informatikai erőforrásainak mozgósításával kiszámítja az új helyzet hemodinamikai adatait, és az eredményeket visszaküldi megjelenítésre a VRE-nek. A holland kutatók szerint a rendszer munkába állítása elsősorban nem annyira technológiai kihívást, mint inkább szemléletbeli változást igényelt az informatikusok részéről, mert szakítaniuk kellett a bevett lokális programozási sémákkal és át kellett hangolódniuk az elosztott erőforrások használatára. Az eredmények azonban látványosak, hiszen nem csupán arról van szó, hogy az érműtétekre egyszerűbben fel lehet készülni, de a közel valós időben készülő jobb műtéti terveknek köszönhetően szavatolt a minőségi sebészi munka és a magas színvonalú betegellátás.

Felhőalapú számítástechnika

Olyan számítógépes rendszer, amely az igényeknek megfelelően skálázható, és virtuális erőforrásai internetes szolgáltatásként érhetők el böngésző vagy megfelelő célprogram segítségével. A felhasználónak nem kell feltétlenül ismernie a felhő mögötti infrastruktúrát, de asztali gépe helyett a felhő számítógépeinek képességeit használja például nagy mennyiségű adat tárolására és számításigényes alkalmazások futtatására.