Medicina pogumno poseže po virtualnih tehnikah

Pred enim letom je nevroradiolog Wendell Gibby opravil operacijo na ledvenem delu hrbtenice z uporabo očal Microsoft HoloLens. Po nanosu je zdravnik videl bolnikovo hrbtenico, projicirano kot drsnik na površino telesa.

Da bi natančno določili lokacijo diska, ki povzroča bolečino v hrbtenici, so bile slike pacienta z magnetno resonanco (MRI) in računalniško tomografijo (CT) naložene v programsko opremo, ki je nato upodobila hrbtenico v 3D.

Leto prej je dr. Shafi Ahmed uporabil Google Glass za prenos v živo operacijo bolnika z rakom. Po prostoru sta bili nameščeni dve 360-stopinjski kameri in številne leče, ki študentom medicine, kirurgom in gledalcem omogočata, da vidijo in slišijo, kaj se dogaja med posegom, ter se naučijo, kako pravilno ločiti tumor od okoliškega zdravega tkiva.

V Franciji so pred kratkim operirali vidno skorjo pri pacientu, ki je med operacijo nosil očala za navidezno resničnost (-). Postavitev pacienta v virtualni svet je zdravnikom omogočila, da v realnem času (tj. med operacijo) ocenijo delo možganskih regij in možganskih povezav, ki so odgovorne za posamezne funkcije. Tega do zdaj na operacijski mizi ni bilo mogoče izvesti. Za uporabo očal za navidezno resničnost so se odločili na ta način, da bi preprečili popolno izgubo vida bolnika, ki je zaradi bolezni že izgubil vid na eno oko.

Wendell Gibby nosi HoloLens

Operacije in usposabljanje zdravnikov

Zgornji primeri kažejo, kako so se virtualne tehnike že ustalile v svetu medicine. Prve uporabe VR v zdravstvu segajo v zgodnja devetdeseta leta prejšnjega stoletja. Trenutno se takšne rešitve najpogosteje uporabljajo pri potrebi po vizualizaciji kompleksnih medicinskih podatkov (predvsem pri operacijah in njihovem načrtovanju), pri izobraževanju in usposabljanju (vizualizacija anatomije in funkcij v laparoskopskih simulatorjih), v virtualni endoskopiji, psihologiji in rehabilitaciji ter telemedicini. .

V medicinskem izobraževanju imajo interaktivne, dinamične in 1971D vizualizacije veliko prednost pred klasičnimi knjižnimi atlasi. Primer je koncept, ki ga financira vlada ZDA, ki omogoča dostop do podrobnih podatkov o slikanju ljudi (CT, MRI in kriorezi). Zasnovan je za študij anatomije, izvajanje slikovnih raziskav in ustvarjanje aplikacij (izobraževalne, diagnostične, načrtovanje zdravljenja in simulacije). Celotna zbirka Virtual Man vsebuje 1 slik v ločljivosti 15 mm in velikosti 5189 GB. Virtual Woman je sestavljen iz 0,33 slik (ločljivost 40 mm) in tehta približno XNUMX GB.

Dodajanje v virtualno učno okolje senzorični elementi omogoča študentom, da vadijo zelo zgodnje, a še nerazvite veščine. S pritiskom na gumb lahko virtualno napolnijo brizgo in jo izpraznijo, v virtualni resničnosti pa »občutijo«, ko brizga zadene kožo, mišice ali kost – injekcija v sklepno vrečko daje povsem drugačen občutek kot zabadanje igle. v maščobno tkivo. Vsako gibanje ima med operacijo svoje, včasih zelo resne posledice. Pomembno je, kje in kako globoko rezati ter kje narediti punkcije, da ne poškodujemo živcev in žil. Poleg tega so v časovni stiski, ko je za reševanje pacienta pogosto potrebne minute, so praktične spretnosti zdravnika vredne zlata. Vadba na virtualnem simulatorju vam omogoča, da izboljšate svojo tehniko, ne da bi ogrožali zdravje nikogar.

Virtualne predstavitve so na primer uporabne za naslednjo stopnjo poklicne kariere zdravnika virtualna endoskopija omogoča simulacijo "sprehoda" po telesu in prodiranja v tkiva brez invazivnih testov. Enako velja za računalniško kirurgijo. Pri običajni kirurgiji zdravnik vidi le površino, gibanje skalpela pa je žal nepovratno. . Z uporabo VR lahko vidi pod površje in sprejema odločitve na podlagi dodatnega znanja iz drugih virov.

Med delfini in ob kronanju Elizabete II

Na Univerzi v Oxfordu so razvili eksperimentalno terapijo za ljudi s shizofrenijo. To jim omogoča, da se srečajo iz oči v oči z virtualnim avatarjem, ki predstavlja cvileče glasove v njihovih glavah. Po prvih fazah testiranja so rezultati spodbudni. Raziskovalci, ki so izvajali randomizirano kontrolirano preskušanje, so to terapijo primerjali s tradicionalnimi oblikami svetovanja. Ugotovili so, da so bili avatarji po dvanajstih tednih učinkovitejši pri zmanjševanju slušnih halucinacij. Študija, objavljena v The Lancet Psychiatry, je spremljala 150 britanskih bolnikov, ki so približno dvajset let trpeli za shizofrenijo in so več kot eno leto doživeli vztrajne in moteče slušne halucinacije. Od tega jih je bilo 75 dostavljenih. avatar terapijain 75 jih je uporabilo tradicionalne metode. Doslej so se avatarji izkazali za učinkovite pri zmanjševanju slušnih halucinacij. Če se bodo nadaljnje raziskave izkazale za uspešne, bi lahko terapija s avatarji spremenila način zdravljenja milijonov ljudi. ljudi s psihozo на калым świat.

Plavalni klub Dolphin

Od 70. let prejšnjega stoletja nekateri raziskovalci opisujejo pozitivne terapevtske učinke plavanja z delfini, zlasti za invalide. Vendar pa t.i terapija z delfini ima svoje slabosti. Prvič, za marsikoga je morda predrago. Drugič, okoljevarstveniki so idejo, da ljudje vstopajo v bazene z ujetimi živalmi, kritizirali kot kruto. Nizozemka Marijka Schöllema je prišla na idejo, da se obrne na tehnologijo virtualne resničnosti. Ustvarila ona Plavalni klub Dolphin ponuja 360-stopinjsko izkušnjo virtualne resničnosti. Projekt trenutno uporablja pametni telefon Samsung S7, nameščen na potapljaška očala s 3D natisnjenimi elementi, da ustvari improvizirane slušalke za virtualno resničnost.

Tehnologije navidezne resničnosti so idealne za spoprijeti se z anksioznimi motnjami. Ena izmed najučinkovitejših metod je terapija izpostavljenosti – bolnik je izpostavljen dražilnemu dejavniku, ki povzroča tesnobo, vendar se vse dogaja v strogo nadzorovanih pogojih, kar daje občutek varnosti. Virtualna resničnost vam omogoča, da se soočite s strahom pred odprtim prostorom, bližino ali letenjem. Človek se lahko sooči s težko situacijo zanj, hkrati pa se zaveda, da v njej v resnici ne sodeluje. V študijah, ki so zdravile fobijo višine, so izboljšanje opazili pri 90 % bolnikov.

Uporaba VR pri nevrološki rehabilitaciji bi lahko bila priložnost za bolniki z možgansko kapjokar jim omogoča hitrejše doseganje terapevtskih rezultatov in vrnitev v normalno življenje. Švedsko podjetje MindMaze je ustvarilo platformo, ki temelji na znanju s področja nevrorehabilitacije in kognitivne znanosti. Pacientovo gibanje spremljajo kamere in se prikaže kot 3D avatar. Nato se individualno izberejo interaktivne vaje, ki po ustrezni seriji ponovitev spodbudijo reaktivacijo poškodovanih nevronskih povezav in aktivacijo novih.

Znanstveniki iz ZDA, Nemčije in Brazilije so pred kratkim objavili rezultate študije, v kateri je osem bolnikov s paraplegija (paraliza okončin) je bil zdravljen s kompletom VR in eksoskeletom. Virtualna resničnost je simulirala motorično aktivnost, eksoskelet pa je premikal noge pacientov v skladu z možganskimi signali. Vsi bolniki v študiji so ponovno pridobili občutek in nadzor gibanja pod poškodovano hrbtenjačo. Tako je prišlo do pomembne regeneracije nevronov.

Startup Brain Power je ustvaril orodje podpora ljudem z avtizmom. To je izboljšan Google Glass – s posebno programsko opremo, ki uporablja npr. sistem za prepoznavanje čustev. Programska oprema zbira vedenjske podatke, jih obdeluje in uporabniku (ali skrbniku) zagotavlja povratne informacije v obliki preprostih, razumljivih vizualnih in glasovnih napotkov. Ta vrsta opreme otrokom z avtizmom pomaga pri učenju jezika, upravljanju vedenja in razvijanju socialnih veščin – na primer dešifrira čustveno stanje druge osebe in nato na zaslonu z uporabo čustvenih simbolov otroku »pove«, kaj druga oseba govori. čuti.

Po drugi strani pa je projekt zasnovan tako, da vrača žive spomine ljudi, ki se borijo z demenco. To se naredi s serijo zabavnih vaj z uporabo digitalne tehnologije in 3D očal. Gre za poskus priklica spominov na pomembne dogodke, ki jih je oseba z demenco morda doživela v svojem življenju. Oblikovalci upajo, da bo to služilo kot priložnost za povezovanje z drugimi ljudmi in izboljšanje vašega počutja. Testi, ki jih opisuje The Guardian, so ustvarili simulacijo virtualne resničnosti, ki temelji na kronanju kraljice Elizabete II leta 1953, namenjeno prebivalcem Združenega kraljestva. Dogodek so poustvarili s slikami, igralci, starodobnimi kostumi in reprezentativnimi rekviziti. Ozadje je bila Islington Street v severnem Londonu.

Deep Stream VR, kalifornijski startup, ki paciente popelje v virtualni svet, kjer se lahko "potopijo" med opazovanjem junakovih dogodivščin, je dosegel učinkovitost pri zmanjševanju bolečine približno 60-70%. Rešitev se je izkazala za učinkovito pri različnih vrstah medicinskih posegov, od zobozdravstvenih posegov do menjave prevleke. Vendar to ni najbolj znan koncept virtualne bolečine na svetu.

Več kot dve desetletji sta pionirja in slikarja VR Hunter Hoffman in David Patterson, raziskovalca na Univerzi v Washingtonu, dokazovala edinstveno sposobnost VR. lajšanje akutne bolečine. Njihova najnovejša kreacija virtualni svet ki pacientovo pozornost iz bolečine popelje v ledeno virtualno okolje, ki se kopa v hladni modri in beli barvi. Edina naloga bolnega človeka je... metanje snežnih kep na pingvine. Nenavadno je, da rezultati govorijo sami zase – ljudje z opeklinami so občutili 35-50 % manj bolečine, ko so bili potopljeni v VR kot pri zmernem odmerku protibolečinskih zdravil. Poleg bolnikov v otroških bolnišnicah so raziskovalci sodelovali tudi z nekdanjimi ameriškimi vojaki, ki so utrpeli bojne opekline in so se borili s posttravmatsko stresno motnjo (PTSD).

Slika iz aplikacije VR, namenjene zdravljenju opeklin.

Rak je bil ujet takoj

Izkazalo se je, da lahko virtualizacijske metode pomagajo celo pri zgodnjem odkrivanju raka. Odkrivanje tumorja s standardnim mikroskopom je zapleten in dolgotrajen proces. Vendar pa je bil Google Research predstavljen aprila 2018. AR mikroskopki je sposoben prepoznati rakave celice v realnem času z dodatno pomočjo strojnega učenja.

Nad kamero, ki deluje z algoritmom AI, je zaslon AR (razširjena resničnost), ki prikazuje podatke, ko je zaznana težava. Z drugimi besedami, mikroskop išče rakave celice takoj, ko vanj vstavite vzorec. Sistem bi lahko sčasoma uporabili za diagnosticiranje drugih bolezni, kot sta tuberkuloza in malarija.

AR mikroskop, ki zazna patološke spremembe

Dobiček ni več čisto virtualen

Lani je raziskovalno podjetje Grand View Research vrednost svetovnega trga rešitev VR in AR v medicini ocenilo na 568,7 milijona dolarjev, kar predstavlja letno stopnjo rasti 29,1 %. Po mnenju analitikov naj bi ta trg do leta 2025 presegel 5 milijard dolarjev. Tako hitro rast tega sektorja je posledica postopnega razvoja strojne in programske opreme navidezne in razširjene resničnosti ter uvajanja tehnologij na nova področja medicine.

VR terapija z delfini: 

Wild Dolphin UnderwaterVR napovednik

Poročilo o odkrivanju rakavih celic AR:

Odkrivanje raka v realnem času s strojnim učenjem