Nöroanatomi eğitiminde bir yenilik olarak sanal laboratuvar: fotogrametrik üç boyutlu görüntüleme ve artırılmış-sanal gerçeklikle ak madde diseksiyonlarının görüntülenmesi
Virtual laboratory as a innovation in neuroanatomy education: photogrammetric three-dimensional imaging and augmented-virtual reality imaging of white matter dissections
Yazar: HÜSEYİN İKBAL AKDEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH ÇALIŞ
İstanbul Medeniyet Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Beyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Anatomi = Anatomy ; Nöroşirürji = Neurosurgery
Dizin: Artırılmış gerçeklik = Augmented reality ; Görüntüleme-üç boyutlu = Imaging-three-dimensional ; Karıştırılmış gerçeklik = Mixed reality ; Nöroanatomi = Neuroanatomy ; Sanal gerçeklik = Virtual reality ; Sayısal fotogrametri = Digital photogrametry ; Yakın resim fotogrametri yöntemi = Close range photogrammetry method

Özet:
Nöroşirürji, karmaşık bir eğitim süreci gerektiren beyin ve sinir sistemine yönelik cerrahi müdahaleleri içeren zorlu bir tıp dalıdır. Geleneksel olarak beyin cerrahları iki boyutlu uzaysal yapıya hakim olsalar da, üç boyutlu anlayış geliştirmek pratik zorluklarla karşılaştırmaktadırlar. Bu çalışmanın amacı, DSLR kameralarla fotogrametri tekniği kullanılarak elde edilen kadavra üç boyutlu modellerini artırılmış gerçeklik (AR) ve sanal gerçeklik (VR) ile görüntüleyerek beyin cerrahlarının nöroanatomi öğrenimini kolaylaştırmaktır.
Yeditepe Üniversitesi Hastanesi Mikronöroşirürji Laboratuvarı'nda gerçekleştirilen çalışmada, 10 insan beyin kadavrası kullanıldı. Beyin anatomisinin detaylı bir şekilde incelenmesi için kadavralar formaldehit solüsyonunda tutuldu ve çeşitli cerrahi aletler kullanılarak lif diseksiyonu yapıldı. Diseksiyon işlemleri sonrasında özel bir  fotoğraf stüdyosu oluşturularak döner tabla kullanılarak spesimenlerin fotoğrafları çekildi ve Agisoft Metashape yazılımı ile üç boyutlu modeller oluşturuldu. 3B modeller Blender uygulamasına aktarıldı, düzenlendi ve Sketchfab platformuna yüklenerek paylaşıldı. Bu platform üzerinden AR ve VR cihazları ile incelenebilir hale getirildi.
29 adet üç boyutlu model beyin kadavralarının aşama aşama diseksiyonuyla elde edildi. Kadavraların tüm açılardan fotoğraflandığı için modelin her bölgesi özgürce incelenebilir hale getirildi. Modeller üzerindeki anatomik bölgeler işaretlenerek nöroanatomi ve nöroşirürji eğitimine alternatif kaynak olması amaçlandı.
Bu çalışma, fotogrametri tabanlı 3B modellerin AR ve VR ile entegrasyonuyla nöroşirürji eğitiminde önemli bir potansiyele sahip olduğunu vurgular. Dijital modeller, dünyanın her yerinden erişilebilir olup, nöroanatomi eğitiminde alternatif bir kaynak sunar. Web sitesi üzerinden incelenebilen modeller, AR veya VR ile etkileşimli olarak kullanılabilir, bu da nöroanatomi eğitimini kısa, erişilebilir ve etkileşimli hale getirerek beyin cerrahlarının beceri geliştirmelerine ve klinik uygulamalarda daha güvenli hareket etmelerine yardımcı olabilir.

Abstract:
Neurosurgery is a challenging discipline of medicine that involves surgical interventions on the brain and nervous system requiring a complex training process. Traditionally, neurosurgeons have mastered two-dimensional spatial structure, but developing three-dimensional comprehension is a practical challenge. The aim of this study is to facilitate neurosurgeons' learning of neuroanatomy by visualizing cadaveric three-dimensional models obtained using photogrammetry technique with DSLR cameras with augmented reality (AR) and virtual reality (VR).
Ten human brain cadavers were used in the study conducted at the Microneurosurgery Laboratory of Yeditepe University Hospital. The cadavers were kept in formaldehyde solution for detailed examination of the brain anatomy and fiber dissection was performed using various surgical instruments. After the dissection procedures, a special photo studio was created and photographs of the specimens were taken using a rotary table and three-dimensional models were created with Agisoft Metashape software. The 3D models were imported into the Blender application, edited and uploaded to the Sketchfab platform and published. Through this platform, they were made viewable with AR and VR devices.
29 three-dimensional models were obtained by step-by-step dissection of brain cadavers. Since the cadavers were photographed from all angles, every part of the model could be freely examined. Anatomical regions on the models were marked to serve as an alternative educational resource for neuroanatomy and neurosurgery.
This study emphasizes that photogrammetry-based 3D models have a significant potential in neurosurgical education through integration with AR and VR. Digital models are  
accessible from anywhere in the world and provide an alternative resource for neuroanatomy education. Models that can be viewed on the website can be used interactively with AR or VR, making neuroanatomy training concise, accessible and interactive, which can improve neurosurgeons' skills and help them proceed more confidently in clinical practice.