155

0
17
VR в медицині

Наші батьки переконані, що ми зі своїми гаджетами і смартфонами назавжди поглинені безоднею несправжньою, віртуальної реальності. І це при тому, що мало хто здатен дати однозначне визначення віртуальної реальності.

У цій статті я розповім, у чому різниця між віртуальною і доповненої реальністю, і покажу, як ці досягнення застосовуються в медицині. Це дійсно важливо: сьогодні віртуальне стало нітрохи не менш реальним, ніж об’єктивний світ, що оточує нас на вулиці і вдома.

VR у медицині — це реальність

Віртуальне стає реальним

Під віртуальною реальністю фахівці мають на увазі середу, відтворену настільки правдоподібно, що вона створює ілюзію присутності для наших органів почуттів. Враження від контактної взаємодії з штучної середовищем бувають настільки повними, що відрізнити реальність від віртуальності найчастіше неможливо.

Перше, що приходить в голову при словосполученні «віртуальна реальність (virtual reality, скор. VR) — це, звичайно, ігри. Реалізовується ефект присутності в іграх двома способами.

Вже існують досягнення апаратної реалізації, здатні повністю ізолювати людину від зовнішнього світу — це 3D-окуляри, шоломи, костюми.

Окуляри віртуальної реальності — вже майже буденність

З іншого боку, такі речі, як відеоекран, багатоканальна акустична система або електронні пристрої, впливаючи на нервові закінчення, можуть викликати ілюзію дотиків — або, наприклад, дме вітер. Це багаторазово підсилює враження від гри.

Об’єкти віртуальної реальності схожі по поведінці на аналогічні реальні об’єкти. Однак в умовах «віртуальності» користувачі здатні виходити за межі фізичного світу: левітіровать або створювати нові предмети.

При цьому не слід плутати віртуальну реальність з доповненою (augmented reality, скор. AR). Покемони з популярної гри є штучними елементами реального ландшафту — тобто доповнюють об’єктивну реальність. Віртуальна ж реальність повністю конструює новий світ.

Однак віртуальна реальність — це не тільки розваги. Останнім часом наукове співтовариство серйозно обговорює перспективи «віртуальності» в медицині. Розберемо на конкретних прикладах, в яких областях медицини почали впроваджувати VR-технологи.

Хірургічні операції і симулятори для навчання студентів і хірургів

Просування VR-технологій в хірургії перспективно з очевидних причин: ні в якій іншій області медицини візуалізація дій лікаря не грає настільки важливу роль. Будь помилкова дія хірурга може стати фатальним.

Володіючи тривимірної інформацією про пацієнта (такі відомості дає томографія, тривимірні дані рентгенівських апаратів УЗД), лікарі можуть створювати інтерактивні моделі, прогнозують наслідки хірургічного або лікарського втручання в організм людини.

  • Онлайн-трансляція операції

У квітні минулого року в Лондонському Королівському Госпіталі провели операцію з видалення ракової пухлини, яку транслювали в мережу.

Хірург Шафі Ахмеда, який проводив операцію, використовував окуляри Google Glass. Тринадцять тисяч студентів в режимі реального часу спостерігали за маніпуляціями хірурга і задавали йому питання. Текст питань відображався в периферійному вікні очок. Під час операції хірург міг усно відповідати на репліки студентів.

Строго кажучи, в цьому проекті мова йде не про повне занурення студентів в операційну, а лише про пасивному спостереженні чужих маніпуляцій через екрани звичайних моніторів. Тим не менш, навчальний потенціал у подібної практики чималий.

Хірургічні окуляри віртуальної реальності

  • Клінічна картина в режимі реального часу

Технології доповненої реальності допомагають хірургам в режимі реального часу отримати всю інформацію про клінічній картині оперованого людини.

Фахівці з Університету Дьюка (Північна Кароліна, США) спроектували окуляри доповненої реальності Hololense, завдяки яким хірург зможе побачити 3D-картину мозку пацієнта. Окуляри накладають дані комп’ютерної томографії на голову пацієнта, лікар може бачити в режимі реального часу, де знаходиться його інструмент.

  • Симулятори для навчання студентів

Компанія Medical Simulation Corp. розробила симулятор Simantha, який представляє собою повнорозмірний манекен з імітацією серцево-судинної системи.

Забарвлену рідину вводять в артерії і судини симулятора. Це дозволяє наочно управляти такими параметрами, як кров’яний тиск, серцевий ритм, насичення киснем і навіть «рівень свідомості» манекена.

На симуляторі можна задавати аномалії кровообігу і стежити за наслідками дій лікаря: введення ліків, маніпуляцій з серцем і судинами.

  • Стенфордський симулятор для хірургів

Проект Стенфордського університету Surgical Simulation по створенню симуляторів органів людини призначений більше для хірургів, які можуть у віртуальному просторі відпрацювати тонкі процедури.

Недолік лікарського досвіду хірург цілком можна компенсувати з допомогою такого тренажера. Не так давно редакція Medical Note писала про симуляторі складних пологів LucinaAR, який працює саме за таким принципом.

VR для лікування деменції, психічних розладів та уражень нервової системи

Другий напрямок VR, активно розвивається в медицині — тренажери-симулятори, конструирующие штучний світ для пацієнтів із психічними відхиленнями і когнітивними розладами.

  • Окуляри Virtual Relief для пацієнтів з деменцією

Virtual Relief розробила окуляри віртуальної реальності для страждають від деменції — старечого недоумства.

Людині зі старечим слабоумством складно орієнтуватися, засвоювати нову інформацію. У віртуальній обстановці для хворих створюють комфортне середовище. У цьому середовищі хворі через ігри тренують пам’ять, володіння мовою та здійснюють найпростіші вправи з планування завдань на день.

  • Шолом, екзоскелет і окуляри для паралізованих пацієнтів

Пам’ятайте відкриття Чемпіонату світу з футболу, коли паралізований чоловік зробив перший удар по м’ячу?

для паралізованого бразильського хлопця Пінто розробили екзоскелет, яким він може керувати за допомогою шолома, що зчитує сигнали головного мозку.

Та ж група американський учених випустила приголомшливу публікацію про можливості лікування паралічу з допомогою VR.

Лікування паралічу за методом дослідників з Університету Дьюка

Після тривалих тренувань в окулярах віртуальної реальності у паралізованих пацієнтів відновлюються нервові зв’язки між мозком і м’язами. У 32-річної паралізованою пацієнтки частково відновилася рухова функцій нижніх кінцівок. Тепер вона може пересуватися за допомогою спеціальних ходунців.

  • Лікування наслідків інсульту

Паралічі викликано не тим, що відмовляє м’яз, а порушеннями в керуючих областях мозку. Штучна середовище, в якому людина здійснює рухи, що дозволяє активувати рухові області.

Швейцарська компанія MindMaze використовує віртуальну реальність для відновлення рухової функції у хворих після інсульту. Екзоскелет синхронізує руху хворого з картинкою, яку він бачить у 3D-окулярах. Пацієнт бачить, як у віртуальній реальності здійснює дрібну моторику: пересуває м’яч, стискає його.

  • Лікування фобій і психічних розладів

Віртуальна реальність допомагає лікувати фобії (арахнофобія, боязнь висоти) і серйозні психічні захворювання.

Дослідники з Оксфордського університету придумали спосіб лікування параної з допомогою віртуальної реальності. З допомогою спеціально створеного шолома пацієнта поміщають в закритий простір (наприклад, ліфт), яке поступово заповнюють незнайомцями. У 20% учасників експерименту зафіксували зниження параноїдальних проявів.

Вже більше 20 років провідні клініки та медичні центри США використовують віртуальну реальність для лікування «в’єтнамської», а з недавніх пір «іракського» і «афганського» синдромів у солдатів.

Ветеранам створюють безпечне середовище для адаптації в 3D-окулярах. За допомогою контрольованих стресових ситуацій колишніх військових навчають стримувати негативні емоції, які можуть бути причиною небезпечного для оточуючих поведінки.

Анестезія віртуальною реальністю

Ідею застосовувати VR в анестезіологічних цілях вперше запропонував піонер в області інтерактивних технологій в медицині, американський психолог Хантер Хоффман. Цілком ймовірно, що віртуальна анестезія у майбутньому складе конкуренцію загального наркозу.

Сьогодні «віртуальне знеболення» здатне:

  • Знеболити за допомогою зимового пейзажу

Лабораторія інтерактивних технологій в Університеті Вашингтона, в якій працює Хоффман, є одним з найбільших у світі дослідницьких центрів віртуальної реальності.

Однією з останніх розробок медиків з Університету Вашингтона стало знеболювання постраждалих від опіків під час заміни пов’язок з допомогою 3D-очок, в яких їм показують засніжені пейзажі. Ілюзія холоду обманює мозок пацієнтів, знижуючи больові відчуття.

  • Зняти страх перед операцією

Багато операції можна проводити під місцевим наркозом. Однак психологічне напруження, страх, вид крові може привести пацієнта в шоковий стан, при якому різко скаче тиск і може статися непритомність.

Зазвичай хірурги знімають стрес у оперованих седативними препаратами, але мексиканський хірург Хосе Луїс Моссо Васкес одягає на пацієнта 3D-окуляри з заспокійливим контентом. На відміну від заспокійливих, такий спосіб розслаблення не має побічних ефектів.

  • Відволікти пацієнта в стоматологічному кріслі

Корпорація Carl Zeiss розробила окуляри Cinemizer OLED для пацієнтів стоматологічних клінік. В ході лікування пацієнти можуть дивитися фільми у 3D-форматі, що допомагає їм розслабитися під час проведення тривалих операцій.

Правда (за словами знайомого стоматолога), такий девайс часто заважає лікареві проводити маніпуляції і швидше є розвагою, ніж дійсно необхідної пацієнту річчю.

  • Допомогти дитині звикнути до лікарні

Лікарня лякає маленьких дітей, відірваних від рідних і знайомої обстановки. Голландський стартап VisitU за допомогою 3D-очок і камери на 360 градусів надає спосіб опинитися вдома або в школі в реальному часі.

Юні пацієнти зможуть підтримувати контакт з близькими, зануритися у комфортне домашнє середовище, фізично залишаючись при цьому в лікарняній палаті

Віртуальна медицина в Росії

Впровадження VR-технологій у різні сфери, будь то освіта чи медицина, починається, звичайно, з підготовки фахівців, що володіють відповідними компетенціями. В Росії до цих пір не було програм, навчальних медиків навичкам роботи з технологіями віртуальної реальності і штучного інтелекту.

Однак у минулому році президент з розвитку Сколковского інституту науки і технології Олексій Ситников повідомив, що Сколтех запускає освітню програму з блокчейну та технологій віртуальної і доповненої реальності.

Застосування VR в російській медицині

Поки застосування VR в російський медицині обмежується методами реабілітації.

У листопаді в Клінічній лікарні № 1 МЕДСЕН відкрили «розумний зал ФПР» — приміщення, в якому пацієнти, які перенесли черепно-мозкову травму або інсульт, відновлюють необхідні в повсякденному житті навички.

Схема «розумного залу ФПР» в клініці МЕДСЕН

Пацієнт бачить на екранах домашню або міську обстановку, вчиться здійснювати найпростіші дії з допомогою тренажерів, наприклад, готується до походу в магазин.

Медичні VR розробки в Росії

У лютому Уряд РФ затвердив план реалізації програми «Цифрова економіка Російської Федерації», в рамках якого до 2020 року у сфері охорони здоров’я запустять 16 проектів — від штучного інтелекту до надчутливих квантових сенсорів.

Втілювати проекти в сфері медицини та реабілітації із застосуванням технології VR буде ТОВ «Тотал Віжен», яка розробила перший вітчизняний шолом віртуальної реальності. Заявленою метою компанії є впровадження своїх технологій у галузях, де «прийнятий курс на імпортозаміщення».

За планами урядової програми, віртуальну реальність почнуть використовувати і для навчання лікарів. Прототипом розроблюваної системи стане австралійська NurseSim — симулятор віртуальної реальності з тактильним зворотним зв’язком для навчання медичних сестер.

Незалежно від програми, в Лабораторії спеціальної медичної техніки, технології та фармацевтики МФТІ займаються створенням системи віртуальної реальності для відновлення рухових функцій після інсульту.

За прототип системи розробник, студент Григорій Крилов отримав премію Фонду сприяння інноваціям «Розумник». Григорій розповів, що планує створити аналог MindMaze, але простіше і дешевше.

Ринкова оцінка і перспективи

Перспективу ринку віртуальної реальності в медицині добре розуміють бізнес-аналітики.

Так, в аналітичній компанії Research and Markets вважають, що до 2023 року обсяг світового ринку технологій доповненої і віртуальної реальності для охорони здоров’я наблизиться до позначки в $5 млрд. За оцінками експертів, уже в 2017 році AR — і VR-технології медичного призначення забезпечать виручку гравцям галузі в розмірі $769,2 млн.

Поки VR-технології ще не стали повсякденною лікарської рутиною. Наведені приклади, в першу чергу області хірургії, відносяться скоріше до дослідним розробкам. Повсюдному впровадженню VR заважають слабка доступність програмних і апаратних рішень і недостатня кількість клінічних випробувань.

Впевнено можна сказати, що багато з вказаних технологій стануть цілком буденними зовсім скоро. Розробки в області великих даних і штучного інтелекту здатні домогтися впровадження віртуальної реальності у лікарську практику.

Штучний інтелект, аналізуючи тривимірні дані, що вже вміє давати підказки лікарям. Цілком можливо, що нейромережа незабаром почне робити хірургічні операції самостійно.

  • 2597
Завантажити додаток
Medical Note

Поверни 7% від суми чека
Скачай додаток

Отримати посилання на програму в смс:
Завантажити з Google Play
Доступний в App Store

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here