Медыцына смела цягнецца да віртуальных методык

Год таму нейрорадиолог Вендэл Гібі правёў аперацыю на паяснічным аддзеле хрыбетніка з выкарыстаннем ачкоў Microsoft HoloLens. Пасля іх накладання лекар бачыў хрыбетнік хворага, які праецыюецца як слайд на паверхню цела.

Каб дакладна вызначыць месцазнаходжанне дыска, які выклікае боль у хрыбетніку, выявы пацыента з магнітна-рэзананснай тамаграфіі (МРТ) і кампутарнай тамаграфіі (КТ) былі загружаны ў праграмнае забеспячэнне, якое затым візуалізавала хрыбетнік у 3D.

Годам раней доктар Шафі Ахмед выкарыстаў Google Glass, каб трансліраваць у прамым эфіры аперацыю на ракавым хворым. Былі скарыстаны дзве 360-градусныя камеры і шматлікія аб'ектывы, расстаўленыя па пакоі, што дазволіла студэнтам-медыкам, хірургам і гледачам убачыць і пачуць, што адбываецца падчас працэдуры, і навучыцца правільна аддзяляць пухліну ад навакольных здаровых тканін.

У Францыі нядаўна была праапераваная глядзельная кара ў пацыента, які падчас аперацыі быў у акулярах віртуальнай рэальнасці (-). Памяшканне пацыента ў віртуальны свет дазволіла лекарам у рэжыме рэальнага часу (г.зн. падчас аперацыі) ацаніць працу аддзелаў галаўнога мозгу і мазгавых сувязяў, якія адказваюць за асобныя функцыі. Да гэтага часу не было магчымасці выканаць гэта на аперацыйным стале. Было вырашана выкарыстоўваць такім чынам акуляры віртуальнай рэальнасці, каб пазбегнуць поўнай страты зроку пацыента, які ўжо страціў зрок на адно вока з-за хваробы.

Вэндэл Гібі ў акулярах HoloLens

Аперацыі і навучанне лекараў

Прыведзеныя вышэй прыклады паказваюць, наколькі віртуальныя методыкі ўжо размясціліся ў свеце медыцыны. Першыя прымянення VR у ахове здароўя адносяцца да пачатку 90-х гадоў. У цяперашні час такія рашэнні часцей за ўсё выкарыстоўваюцца пры неабходнасці візуалізацыі складаных медыцынскіх дадзеных (асабліва пры аперацыях і іх планаванні), у навучанні і трэніроўках (візуалізацыя анатоміі і функцый у лапараскапічных сімулятарах), у віртуальнай эндаскапіі, псіхалогіі і рэабілітацыі, і тэлемедыцына.

У медыцынскай адукацыі інтэрактыўныя, дынамічныя і трохмерныя візуалізацыі маюць вялікую перавагу перад класічнымі кніжнымі атласамі. Прыкладам можа служыць канцэпцыя, фундаваная ўрадам ЗША, якая дае доступ да падрабязных дадзеных візуалізацыі чалавека (КТ, МРТ і криосрезы). Ён прызначаны для вывучэння анатоміі, правядзення даследаванняў у галіне візуалізацыі і стварэння прыкладанняў (адукацыйных, дыягнастычных, звязаных з планаваннем лячэння і мадэляванне). Поўная калекцыя Virtual Man змяшчае 1971 выява з дазволам 1 мм і вагой 15 ГБ. Virtual Woman складаецца з 5189 малюнкаў (дазвол 0,33 мм) і важыць каля 40 ГБ.

Даданне ў віртуальнае асяроддзе навучання сэнсарныя элементы дазваляе навучэнцам практыкаваць вельмі раннія, яшчэ неразвітыя навыкі. Націскам кнопкі яны могуць віртуальна напоўніць шпрыц і апаражніць яго, а ў віртуальнай рэальнасці "адчуць", калі шпрыц трапляе ў скуру, мышцы або косць - укол у сустаўную сумку дае зусім іншае адчуванне, чым ўтыканне іголкі. у тлушчавую тканіну. Падчас аперацыі кожны рух мае свае, часам вельмі сур'ёзныя наступствы. Важна, дзе і як глыбока рэзаць і дзе рабіць праколы, каб не пашкодзіць нервы і вены. Акрамя таго, ва ўмовах цэйтноту, калі на выратаванне пацыента часта ідуць хвіліны, практычныя навыкі ўрача на вагу золата. Трэніроўкі на віртуальным трэнажоры дазваляюць удасканальваць сваю тэхніку, не падвяргаючы небяспецы чыё-небудзь здароўе.

Віртуальныя прэзентацыі дастасавальныя і на наступным этапе прафесійнай кар'еры лекара, напрыклад віртуальная эндаскапія дазваляе імітаваць «шпацыр» па целе і пранікненне ў тканіны без інвазіўных тэстаў. Тое ж самае адносіцца і да кампутарнай хірургіі. У звычайнай хірургіі лекар бачыць толькі паверхню, і рух скальпеля, нажаль, незваротна. . Дзякуючы выкарыстанню VR ён здольны зазірнуць пад паверхню і прымаць рашэнні, кіруючыся дадатковымі ведамі з іншых крыніц.

Сярод дэльфінаў і на каранацыі Лізаветы II

Эксперыментальная тэрапія для людзей, якія пакутуюць шызафрэнію, была распрацавана ў Оксфардскім універсітэце. Гэта дазваляе ім твар у твар сутыкнуцца з віртуальным аватарам, які прадстаўляе ныючыя галасы ў іх галовах. Пасля першых стадый выпрабаванняў вынікі абнадзейваюць. Даследнікі, якія праводзілі рандомізірованное кантраляванае даследаванне, параўналі гэтую тэрапію з традыцыйнымі формамі кансультавання. Яны выявілі, што праз дванаццаць тыдняў аватары больш эфектыўна памяншалі слыхавыя галюцынацыі. У даследаванні, апублікаваным у часопісе The Lancet Psychiatry, прынялі ўдзел 150 пацыентаў з Вялікабрытаніі, якія пакутавалі шызафрэнію каля дваццаці гадоў і больш за год адчувалі пастаянныя і трывожныя слыхавыя галюцынацыі. З іх 75 здадзена. аватар тэрапіяі 75 выкарыстоўвалі традыцыйныя метады. Да гэтага часу было паказана, што аватары эфектыўныя ў памяншэнні слыхавых галюцынацый. Калі далейшыя даследаванні будуць паспяховымі, аватар-тэрапія можа радыкальна змяніць падыход да лячэння мільёнаў людзей. людзі, якія пакутуюць псіхозам на калым świecie.

Плавальны клуб дэльфінаў

З 70-х гадоў некаторыя даследнікі апісвалі дадатныя тэрапеўтычныя эфекты плавання з дэльфінамі, асабліва для інвалідаў. Аднак так званая дэльфінатэрапія у яго ёсць свае мінусы. Па-першае, гэта можа быць занадта дорага для многіх людзей. Па-другое, ідэя аб тым, што людзі ўваходзяць у басейны з злоўленымі ў пастку жывёламі, была раскрытыкавана абаронцамі навакольнага асяроддзя як жорсткая. Галандцы Марыйцы Шалема прыйшла ў галаву ідэя звярнуцца да тэхнікі віртуальнай рэальнасці. Створана ёю Плавальны клуб дэльфінаў прапануе 360-градусны досвед віртуальнай рэальнасці. У цяперашні час у праекце выкарыстоўваецца смартфон Samsung S7, замацаваны на акулярах для дайвінга, з элементамі, надрукаванымі на 3D-друкарцы, для стварэння імправізаванай гарнітуры віртуальнай рэальнасці.

Тэхналогіі віртуальнай рэальнасці ідэальна падыходзяць для змагацца з трывожнымі расстройствамі. Адным з найбольш эфектыўных метадаў з'яўляецца экспазіцыйная тэрапія - на пацыента ўздзейнічаюць раздражняльнікам, які выклікае трывогу, але ўсё адбываецца ў строга кантраляваных умовах, якія даюць пачуццё бяспекі. Віртуальная рэальнасць дазваляе вам супрацьстаяць страху перад адкрытай прасторай, закрытасцю або палётам. Чалавек можа сутыкнуцца з цяжкай для яго сітуацыяй, пры гэтым усведамляючы, што насамрэч ён у ёй не ўдзельнічае. У даследаваннях, у якіх лячылі боязь вышыні, паляпшэнне назіралася ў 90% пацыентаў.

Выкарыстанне VR у неўралагічнай рэабілітацыі можа быць магчымасцю для пацыенты з інсультамдазваляючы ім дасягнуць больш хуткіх тэрапеўтычных вынікаў і вярнуцца да нармальнага жыцця. Шведская кампанія MindMaze стварыла платформу, прынцып працы якой заснаваны на ведах у галіне нейрарэабілітацыі і кагнітыўных навук. Рухі пацыента адсочваюцца камерамі і адлюстроўваюцца ў выглядзе 3D-аватара. Затым індывідуальна падбіраюцца інтэрактыўныя практыкаванні, якія пасля адпаведнай серыі паўтораў стымулююць рэактывацыю пашкоджаных нейронавых сувязяў і актывацыю новых.

Навукоўцы з ЗША, Германіі і Бразіліі нядаўна апублікавалі вынікі даследавання, у якім восем пацыентаў з параплегія (параліч канечнасцяў) праходзіў лячэнне з выкарыстаннем камплекта ВР і экзашкілета. Віртуальная рэальнасць імітавала рухальную актыўнасць, а экзашкілет рухаў нагамі пацыентаў у адпаведнасці з сігналамі мозгу. Усе пацыенты ў даследаванні аднавілі некаторую адчувальнасць і кантроль рухаў ніжэй пашкоджанага спіннога мозгу. Так адбылася значная рэгенерацыя нейронаў.

Стартап Brain Power стварыў інструмент падтрымка людзей з аўтызмам. Гэта палепшаны Google Glass - са спецыяльным праграмным забеспячэннем, якое выкарыстоўвае, напрыклад. сістэма распазнання эмоцый. Праграмнае забеспячэнне збірае паводніцкія дадзеныя, апрацоўвае іх і дае зваротную сувязь у выглядзе простых, зразумелых візуальных і галасавых падказак для чалавека, які носіць прыладу (або для асобы, якая ажыццяўляе догляд). Гэты тып абсталявання дапамагае дзецям з аўтызмам у вывучэнні мовы, кіраванні паводзінамі і развіцці сацыяльных навыкаў - напрыклад, яно расшыфроўвае эмацыйны стан іншага чалавека, а затым на дысплеі, выкарыстоўваючы смайлікі, "падказвае" дзіцяці, што кажа іншы чалавек. адчувае.

У сваю чаргу, праект закліканы вярнуць яркія ўспаміны. людзі, якія змагаюцца з дэменцыяй. Гэта робіцца з дапамогай серыі забаўляльных практыкаванняў з выкарыстаннем лічбавых тэхналогій і 3D-ачкоў. Гэта спроба ўспомніць успаміны, заснаваныя на значных падзеях, якія чалавек з дэменцыяй мог перажыць на працягу свайго жыцця. Дызайнеры спадзяюцца, што гэта паслужыць падставай для зносін з іншымі людзьмі і палепшыць ваша самаадчуванне. У тэстах, апісаных The Guardian, была створана сімуляцыя віртуальнай рэальнасці па матывах каранацыі каралевы Лізаветы II у 1953 годзе, прызначаная для жыхароў Вялікабрытаніі. Мерапрыемства было адноўлена з выкарыстаннем карцін, акцёраў, старажытных касцюмаў і рэпрэзентатыўнага рэквізіту. Фонам была Іслінгтан-стрыт у Паўночным Лондане.

Каліфарнійскі стартап Deep Stream VR, які пераносіць пацыентаў у віртуальны свет, у які яны могуць "пагрузіцца", назіраючы за прыгодамі героя, дамогся эфектыўнасць у памяншэнні болю каля 60-70%. Рашэнне аказалася эфектыўным пры розных відах медыцынскіх маніпуляцый - ад стаматалагічных да змены павязак. Аднак гэта не самая вядомая канцэпцыя віртуальнага болю ў свеце.

На працягу больш за два дзесяцігоддзі піянеры віртуальнай рэальнасці і спецыялісты па маляванні - Хантэр Хофман і Дэвід Патэрсан, даследчыкі з Вашынгтонскага універсітэта - даказвалі унікальную здольнасць віртуальнай рэальнасці палягчэнне вострага болю. Іх апошняе тварэнне віртуальны свет які перакладае ўвагу пацыента з болю на ледзяное віртуальнае асяроддзе, залітае лядоўням блакітным і белым. Адзіная праца хворага там… кідаць снежкі ў пінгвінаў. Як ні дзіўна, вынікі кажуць самі за сябе - людзі з апёкамі адчувалі на 35-50% меншы боль пры апусканні ў ВР, чым пры ўмеранай дозе абязбольвальных. Акрамя пацыентаў дзіцячай бальніцы, даследчыкі таксама працавалі з былымі салдатамі ЗША, якія атрымалі баявыя апёкі і змагаліся з посттраўматычным стрэсавым расстройствам (ПТСР).

Выява з VR-прыкладанні, прызначанага для лячэння апёкаў.

Рак злавіў адразу

Аказваецца, метады віртуалізацыі могуць дапамагчы нават у раннім выяўленні раку. Выяўленне пухліны з дапамогай стандартнага мікраскопа - складаны і працаёмкі працэс. Аднак Google Research прадставілі ў красавіку 2018 года. AR мікраскопякі здольны ідэнтыфікаваць ракавыя клеткі ў рэжыме рэальнага часу з дадатковай дапамогай машыннага навучання.

Над камерай, якая ўзаемадзейнічае з алгарытмам ІІ, знаходзіцца дысплей AR (дапоўненай рэальнасці), які адлюстроўвае дадзеныя пры выяўленні праблемы. Іншымі словамі, мікраскоп шукае ракавыя клеткі, як толькі вы змяшчаеце ў яго ўзор. У канчатковым выніку сістэму можна будзе выкарыстоўваць для дыягностыкі іншых захворванняў, такіх як сухоты і малярыя.

AR-мікраскоп, які выяўляе паталагічныя змены

Прыбытак ужо не зусім віртуальны

У мінулым годзе даследчая кампанія Grand View Research ацаніла кошт сусветнага рынку VR-і AR-рашэнняў у медыцыне ў 568,7 даляраў ЗША, што дае штогадовы тэмп росту ў 29,1%. Паводле прагнозаў аналітыкаў, да 2025 года гэты рынак павінен перавысіць $5 млрд. Такі імклівы рост гэтага сектара абумоўлены паступальным развіццём апаратнага і праграмнага забеспячэння віртуальнай і дапоўненай рэальнасці, а таксама ўкараненнем тэхналогій у новыя галіны медыцыны.

Дэльфінатэрапія VR: 

Трэйлер Wild Dolphin UnderwaterVR

Справаздача аб выяўленні ракавых клетак з дапамогай АР:

Выяўленне раку ў рэжыме рэальнага часу з дапамогай машыннага навучання