За последние 5 лет научный интерес к теме использования VR в медицине демонстрирует почти вертикальный взлет. В частности, только в библиотеке PubMed по ключевым словам «VR technology in medicine» отмечается следующая динамика: в 2017 году было 58 публикаций, в 2018 – 65, в 2019 – 106, в 2020 – 127, а в 2021 году только за первое полугодие – 145.
Центральным элементом технологии VR является способность виртуальной реальности к погружению поля восприятия человека в смоделированную среду. Это означает, что пользователь психологически чувствует себя присутствующим в цифровом мире, а не в своей физической реальности.
Несмотря на схожую структуру VR-устройств, существуют расхождения в требованиях к аппаратному и программному обеспечению. Многое зависит от областей применения или избранной модели использования. Так, симуляторы виртуальной реальности для образования ориентированы на трехмерную среду и сетевые ресурсы. Для тренировки хирургов нужны симуляторы виртуальной реальности, которые позволят взаимодействовать с хирургическими инструментами и виртуальной анатомией человеческого организма. VR-инструменты для коррекции психологических расстройств ориентированы на контроль эмоций и обратную связь.
1.2 VR в обучении врачей и среднего медицинского персонала
VR в области образования началась с применения различных симуляторов для демонстрации явлений, процессов и объектов, которые крайне затруднительно или невозможно наглядно предъявить в настоящей реальности. Они могут просматривать мельчайшие детали любой части тела с помощью 360° CGI-реконструкции.
В 2016 году группой ученых было проведено масштабное обзорное исследование, посвященное внедрению VR в обучение медицинских работников. На основании публикаций в PubMed, Scopus, Web of Sciences, Springer и Google Scholar они отобрали 21 публикацию из 1343. Авторы обзора сообщили о том, что в 11 статьях (48%) описан опыт применения виртуальной технологии для обучения лапароскопической хирургии. Использование виртуальной реальности улучшило обучение по данным 74% исследований, в 87% исследованиях сообщалось о большей точности на практике людей, прошедших тренинги с помощью VR. Авторами был сделан вывод о том, что применение возможностей виртуальной реальности играет важную роль в улучшении работы различных групп медицинских работников, а также, что в дальнейшем обучение будет происходить с учетом их индивидуальных и коллективных потребностей.
Студенты медицинских вузов изучают строение тела с помощью виртуальной реальности, позволяющей до мельчайших деталей проанализировать человеческое тело, начиная со скелета, нервной системы, мышц и всего остального. Такое обучение предлагает уникальные возможности и повышает качество знаний будущих врачей. Врачи хирургических специальностей могут отработать практические навыки операций и/или манипуляций без риска совершения ошибок; врачи-психиатры – увидеть мир пациентов с нарушениями психики; студенты медицинских ВУЗов – научиться выполнению элементарных процедур.
Виртуальная реальность позволяет моделировать перенос в пространстве и времени, а также совершать визуальные преобразования объектов. Приложения VR можно использовать для моделирования чрезвычайных ситуаций, несчастных случаев или ситуаций, угрожающих жизни.
Фармацевтическая компания AbbVie на одной из медицинских выставок предоставила участникам мероприятия возможность прочувствовать повседневное состояние пациента с болезнью Паркинсона. Надев гарнитуру, участники могли воочию увидеть, как больной Паркинсоном перемещается по виртуальному супермаркету, сталкиваясь с неловкими моментами при контакте с другими людьми.
Обучение медицинских работников с помощью инновационной VR-технологии дает ряд преимуществ, в числе которых нулевой риск, безопасная и контролируемая зона обучения, реалистичные сценарии медицинских случаев, возможность удаленного обучения, упрощение в изучении сложных проблем.
1.3 Хирургия
В современной хирургии в течение последних нескольких лет роботизированные устройства выполняют высокоточные операции под контролем хирурга, в том числе с помощью технологии VR, которая обеспечивает врачу точность и эффективность работы. Перед проведением операции хирурги могут использовать технологии виртуальной реальности, чтобы смоделировать ход предстоящего вмешательства, изучить трехмерные модели внутренних органов, их топографии относительно других анатомических структур.
Есть доказательства, что использование VR повышает точность и информативность хирургических вмешательств. Это осуществляется на стадии принятия решений в предоперационный и интраоперационный периоды, когда виртуальную модель, воспроизводящую анатомические особенности оперируемого, выводят на дисплей специальным проектором, или, когда хирург работает в шлеме с технологией Video See-Through.
Отечественные урологи считают, что благоприятный исход хирургического лечения пациентов с саркоматоидной трансформацией почечно-клеточного рака «во многом обеспечивается виртуальным планированием операции на основании трехмерных моделей – мультипланарных изображений, полученных при мультиспиральной компьютерной томографии с контрастированием».
Цифровые изображения, полученные на современном компьютерном томографе, могут быть использованы для построения в виртуальном пространстве объемных объектов – 3D-моделей.
Конусно-лучевая компьютерная томография и плоскопанельные рентгеновские детекторы позволили интраоперационной 3D-визуализации занять свое достойное место в ортопедической и травматологической хирургии. Кроме помощи хирургам при проведении операций, технология привела к существенному снижению дозы облучения пациентов и врачей. С помощью 3D-визуализации редукция переломов, процедуры остеотомии и имплантации прослеживаются в безопасном режиме.
VR-система воспроизводит ощущение взаимодействия с реальным хирургическим инструментом, например, скальпелем по типу обратной связи. Хирург может почувствовать виртуальный скальпель, разрезающий ткани и мышцы, точно также, как при реальной операции. Это позволяет ему скорректировать свою технику.
Обратная связь различается в зависимости от того, на какой части тела выполняется операция, инструмента и процедуры.
Очки виртуальной реальности используются во время онлайн-трансляций операций, так как помогают специалистам получать в полном объеме и в режиме реального времени информацию о состоянии оперируемого.
В кардиологии с помощью симулятора Simman, представляющего собой манекен в человеческий рост, имитирующий сердечно-сосудистую систему человека до мельчайших деталей, совершенствуют свои навыки хирурги-кардиологи.
Совершенствованию навыков хирургов могут способствовать видеоигры. Игровая моторика развивает точность движений, которая помогает хирургу в проведении, например, лапароскопических операций на брюшной полости. Согласно исследованию, еженедельная игра в «Top Gun» в течение трех часов способствует сокращению на 37% числа ошибок, допускаемых хирургами и увеличению скорость проведения операций.
Следующим шагом в повышении точности работы хирургов станет технология, основанная на нейрокомпьютерном интерфейсе.
1.4 Стоматология
VR в стоматологии тоже интересна для инновационного решения проблем и обучения стоматологов, с применением шлема виртуальной реальности, чтобы предоставить врачу визуальные инструкции для выполнения необходимой задачи. «Умные очки» отображают трехмерную модель зубов и всей головы человека, благодаря чему обучающийся стоматолог может изучить и применить на практике различные стоматологические манипуляции, например, лечение зуба с помощью виртуального сверла.
Современные технологии компьютерного программирования для медицинской визуализации превратят двумерные осевые изображения в трехмерные виртуальные модели 3D, которые детально отразят индивидуальную анатомию пациента. Таких цифровых данных достаточно стоматологу-ортопеду и стоматологу-хирургу для выполнения любых ортопедические процедуры.
VR-cтоматология не только позволяет провести подготовку операции в сложных случаях, обеспечивая визуальное сканирование полости рта пациента перед изготовлением имплантатов, мостовидных протезов, коронок, но и помогает хранить виртуальную информацию для последующего лечения.
1.5 Офтальмология
Офтальмологами давно подробно описано создание компьютерных обучающих тренажеров с виртуальной реальностью, а также созданы модели компьютерного тренажера для обследования зрения. Представляет интерес изобретение для проведения периметрии у пациентов с отсутствием центрального зрения. В комплект медицинского оборудования входит портативное устройство, состоящее из шлема виртуальной реальности с дисплеем и компьютера для последовательного предъявления паттернов и фиксации результатов исследования. Это диагностическое оборудование обеспечивает возможность оперативно изучать состояние поля зрения у пациентов, которые не могут удерживать взор на точке фиксации. [2]
Эффективно работают программные комплексы для тренировки зрительных органов с применением технологии виртуальной реальности «Амблиотренер» и «Стработренер». Первый предназначен для проведения ряда мероприятий при терапии амблиопии, а второй - лечения косоглазия. [2]
Погружая офтальмологического пациента при помощи специализированного оборудования в VR, проводится коррекции зрения, доступная людям, носящим очки или линзы, благодаря достаточному пространству.
Офтальмолог может предоставить приложение, которое стимулирует зрение пациента с катарактой и другими заболеваниями. Пациенты, которые наглядно увидели свои проблемы, поняли их суть, будут более активно участвовать в лечении. [2]
1.6 Коррекция болевого синдрома
VR помогает пациентам преодолеть сильную боль путем повышения контроля. Виртуально-реальный гипноз VRH (virtual reality hypnosis), как вид терапии получил широкое применение в терапии боли, в частности послеожоговой. С помощью виртуальной программы SnowWorld©, ученые Вашингтонского университета нашли способ снижения боли при лечении тяжелых ожогов. Пациенты с обширными ожогами тела страдают от сильных болей, которые не удаётся полностью снять медикаментозными средствами.
Пациент перемещается в виртуальную реальность, которая представляет собой заснеженную чудесную страну, где можно гулять с пингвинами по айсбергу и бросаться виртуальными снежными комьями. Действие разворачивается в ледяном мире, в качестве врагов выступают снеговики и пингвины, а всё оружие – изо льда и снега. Это помогает устранить чувство тревоги и облегчить боль. Виртуальный мир подавляет воспоминания о том, при каких обстоятельства были получены ожоги. Согласно результатам исследований, благодаря этой игре ожоговые пациенты тратят втрое меньше времени на размышления о боли от ожогов: 22% времени вместо 76%.
Пациентам в некоторых случаях приходится переживать во время врачебного вмешательства острую боль, например, при урологических манипуляциях – катетеризации, цистоскопии и др. Именно в урологии в настоящее время прорабатывается возможность использования VR-технологий – в лечении паруреза, болевого синдрома при рецидивирующем и интерстициальном цистите, синдроме хронической тазовой боли, различных болезненных манипуляциях. Отвлечение с помощью виртуальной реальности уже давно применяется как эффективное для проведения других болезненных урологических процедур. Опубликованы результаты применения VR-технологий при трансуретральной микроволновой термотерапии (ТУМТ), которые показали возможность уменьшения выраженности болевого синдрома, связанного с выполнением вмешательства на предстательной железе.
Некоторые медицинские центры теперь используют виртуальную реальность, чтобы помочь своим пациентам избавиться от беспокойства и психологического дискомфорта во время процедур химиотерапии, которые могут занять несколько часов.
1.7 Синдром фантомных болей
Реабилитация пациентов – важный этап на пути к выздоровлению или адаптации. Например, многие пациенты, потерявшие конечности в результате травмы или операции, сталкиваются с синдромом фантомных болей. Это может выражаться в ощущении жжения, зуда, покалывания и иных формах. До недавнего времени не существовало достаточно эффективных способов избавления от фантомных болей.
С помощью виртуальной реальности лечат фантомные боли конечностей, которые являются сложной медико-социальной проблемой. Избавиться от боли или хотя бы ее минимизировать позволяют специальные датчики, которые снимают сигналы с сокращавшихся мышц, предположим, в ампутированной руке. Через компьютер сигналы транслируются в движения виртуальной руки, которая отображается в очках виртуальной реальности и мозг получает визуальное подтверждение наличия конечности. Основу механизма воздействия виртуального образа составляет эффект отвлечения внимания – у пациента смещается фокус ориентированности с боли на виртуальный объект.
Вышеописанная технология пока не получила в нашей стране широкого распространения, так как стоимость зарубежных высокотехнологичных средств VR высока, а соответствующее недорогое оборудование отечественного производства отсутствует.
В Технологическом Университете Чалмерса (Chalmers University of Technology), Швеция, пациенту с ампутированной рукой подключили к культе датчики, снимавшие сигналы с сокращавшихся мышц, а компьютер транслировал
их в движения виртуальной руки, отображавшейся в очках ВР. Причём рука не просто двигалась, пациент мог с её помощью водить виртуальный автомобиль.
То есть мозг получал хотя бы визуальное подтверждение того, что конечность, которой он пытается управлять, существует и реагирует на сигналы. Как отметил пациент, интенсивность болей после этого заметно уменьшилась, и возникать они стали реже. Правда, это не было полноценным клиническим исследованием на достаточно репрезентативной выборке, но результат обнадёживает.
Другой интересный пример использования ВР – терапия пациентов с нейрофизиологическими нарушениями. Например, установка MindMaze отслеживает движения человека и отображает их на дисплее. Как утверждают разработчики, стараясь выполнить предлагаемые задания, мозг постепенно восстанавливает и перестраивает нарушенные нейронные связи.
ГЛАВА 2. РЕАБИЛИТАЦИЯ
2.1 Нейрореабилитация
В числе первых на перспективные возможности виртуальной реальности для реабилитации послеинсультных больных обратили неврологи. В ряде случаев, при оценке повреждения мозга становится очевидно, что традиционные способы не всегда отвечают всем условиям активного обучения, в то время как VR моделирует любое требуемое пространство и обеспечивает бесконечную обратную связь через мотивирующие игровые действия, что делает программу реабилитации более успешной, она восполняет недостающие элементы для восстановления движения, погружая мозг в иллюзорную обстановку, в которой он восстанавливает нейросвязи по алгоритму биологической обратной связи (БОС).
В лечении пациентов с патологией ЦНС накоплен огромный опыт восстановления координации движений, таких, как способность максимально точно и быстро дотронуться до объекта, выполнить с ним какие-то манипуляции. Также хорошие результаты с помощью VR показывает восстановление равновесия, чтобы убрать ряд типичных проявлений нарушений ходьбы, которые делают ее замедленной, асимметричной, неустойчивой при перемещении по неровной поверхности и на поворотах.
2.2 Психиатрия и борьба с фобиями и страхами
Нет ни одного человека без страхов и фобий. У каждого из нас есть какой-нибудь страх, который мы тщательно скрываем, пока можем обойти его стороной. Это может быть, например, как боязнь высоты, пауков, замкнутых пространств, так и выступление перед большим количеством людей. У многих фобии становятся реальной проблемой, которая мешает жить. Виртуальная реальность является прекрасным инструментом для преодоления фобий больного. Цель — научиться расслабляться в момент пика угрозы. При погружении в VR, пациент контактирует с пугающим его объектом или явлением в безопасном для себя режиме.
Например, программа SpiderWorld предназначена для лечения арахнофобии - частного случая зоофобии, боязни паукообразных. Пациенты, находясь в виртуальном пространстве, тренируются приближаться к пауку всё ближе и ближе, используя для этого джойстик. В итоге сенсор на руке предоставляет пациенту возможность ощутить прикосновение к пауку (на самом деле они трогали игрушечного паука). После такой процедуры уровень боязни пауков значительно снижался. Страдающих от акрофобии отправляют гулять по крышам виртуальных зданий с постепенным увеличением этажности. Есть приложения для профилактики боязни летать, водить машину и ряда других фобий.
Виртуальные симуляторы военных действий могут служить не только для развлечения и тренировки солдат, но и для смягчения симптомов посттравматического стрессового расстройства у ветеранов. Это достигается с помощью обыгрывания различных сценариев и травматических событий, ставших причиной этого психического расстройства, с параллельной работой с психологом.
Зачастую применяется отслеживание движений глаз пациента, что помогает точнее определить травмирующие события для последующей отработки с врачом. Но пока что среди специалистов существуют противоречивые мнения относительно эффективности использования ВР для лечения ПТСР.
Российские психологи, проанализировав основные принципы и практические примеры применения технологии VR в психологическом и социальном процессе обучения детей-инвалидов, пришли к выводу о повышении уровня психологического комфорта у участников исследования и о необходимости системного подхода в изучении потенциала виртуальной реальности.
2.3 Геронтология
Используя виртуальную реальность, врач может поставить себя на место пожилых людей и увидеть жизнь с их точки зрения. Эта ценная информация может предоставить важные данные для коррекции процесса лечения и адаптации его к пациенту более продуктивным образом.
По мере распространения и удешевления технологии VR геронтологи начинают более пристально изучать ее потенциал для применения у долгожителей. Появляются программы, сочетающие искусственный интеллект и аватары, которые становятся инструментом укрепления здоровья, помогающим решать такие проблемы, как мобильность и предотвращение падений пенсионеров. В последнее время VR-технологии изучаются в контексте применимости к социальному здоровью. В частности, программы виртуальной реальности могут быть особенно эффективны, когда пожилые люди эмоционально изолируются от окружающих. Уже есть положительные результаты, подтверждающие социальный дискомфорт, связанный с одиночеством, можно было бы свести к минимуму, а VR-технологию сделать более удобной и привлекательной для этой возрастной группы.
Геронтологи предупреждают разработчиков о необходимости учитывать интеллектуальные и экономические возможности пенсионеров при проектировании платформ VR. Лицам с умеренными когнитивными нарушениями, находящимся в домах для престарелых, потребуются другие аспекты дизайна, по сравнению с теми, кто живет самостоятельно. Это не означает, что нельзя обслуживать несколько целевых групп одной и той же виртуальной средой, но результаты будут максимальными, если разработчики смогут по-настоящему учитывать уникальные потребности пожилых людей.
Для мониторинга восстановления хронической сенсоневральной тугоухости у пожилых пациентов необходима оценка пространственных и голосовых характеристик. Специалисты из Научно-исследовательского клинического института оториноларингологии им. Л.И. Свержевского создали специальное программное обеспечение с использованием виртуальной реальности повышения реалистичности слуховой диагностики, проводимой в электронном аудиовизуальном сценарии. На основании сравнительного анализа речевых, пространственных и качественных характеристик слуха у пожилых пациентов до использования VR и после был продемонстрирован высокий уровень (48,3%) толерантности к виртуальной реальности.
Управлять здоровым старением с использованием виртуальной реальности и искусственного интеллекта предлагают отечественные геронтологи, изучающие болезнь Альцгеймера, которые разработали уникальную методику, сочетающую в себе нейропсихологические тесты, комбинированные и гибридные технологии нейровизуализации, современные технологии, интерфейс «мозг–компьютер» и «искусственный интеллект». К тому же предлагаемый метод дает дополнительный материал для изучения «молекулярных и клеточных событий, которые управляют развитием болезни Альцгеймера, прежде чем проявятся когнитивные симптомы».
2.4 Реабилитация с помощью видеоигр
Золотой век медицинской реабилитации с помощью видеоигр с виртуальной реальностью начался с запуска в 2006 году видеоигры «Nintendo Wii», которая заново учила пациентов контролировать свои движения. Затем компания, продолжая тему терапии нарушений двигательного аппарата, выпустила еще две игры «Wii Balance Board» и «Wii Fit». Помимо восстановления нервных связей, отвечающих за равновесие, в позитивные итоги было записано проявление нейропластичности. Таким образом, виртуальные видеоигры помогли мозгу адаптироваться и создать новые связи между своими клетками.
Похожим путем следуют отечественные разработчики из компании «Моторика».VR-игра на цифровой реабилитационной платформе ATTILAN направлена на совершенствование навыка пользования бионическим протезом. Только при правильной работе мышц оставшейся части ампутированной руки игрок сможет пройти все уровни игры, а также в будущем нормально и естественно использовать протез в обычной жизни.
Разработка компании «Исток-аудио» использует аналогичную технологию. Аппаратно-программный мультимедийный комплекс «Девирта Делфи» применяет сенсорные датчики и шлем виртуальной реальность в процессе дистанционно-контролируемой реабилитации пациентов с еще более высокой степенью интерактивности, заставляя пациента взаимодействовать с окружающим пространством. Помимо психологических травм виртуальная реальность имеет преимущество и в случае с физической реабилитацией. Например, при помощи виртуальной реальность можно проводить осмотр пациента, перенесшего инсульт. Это делается для улучшения реакции мышц больного. Пациенту предлагается с помощью силовой перчатки выполнять тренировки пальцев рук. Эффект достигается значительный, поэтому можно сделать вывод, что виртуальная реальность создает мотивацию. Это обусловлено тем, что виртуальность создает более интересную атмосферу, нежели обычная больничная палата.
Различные физические нагрузки так же можно проводить с использованием систем виртуальной реальности. Например, крутить педали на велотренажёре - не самое весёлое занятие. Чтобы процесс занятия спортом не был скучным, но оставался продуктивным, американская фирма предлагает совместить приятное с полезным. Их велотренажёр VirZoom обвешан хитрыми датчиками и геймпадовскими кнопками на руле, что позволяет связать его с ПК или Sony PlayStation 4, а ещё с гарнитурой виртуальной реальности Sony PlayStationVR, Oculus Rift и HTC Vive.
Команда разработчиков постаралась создать и соответствующие приложения, которые не дадут пользователю скучать и отвлекаться от процесса. В ассортименте уже есть различные игры, в которых тренирующийся может почувствовать себя не на велике, а, например, на лихом коне, и чем быстрее крутятся педали, тем быстрее скачет конь. Или можно устроить гонки на собаках или машинках. А для управления достаточно крутить педали, указывать направление кнопками и взглядом с помощью VR-очков.
Особенно полезна виртуальная реальность может быть для людей с ограниченными способностями и возможностями. Например, человек, не имеющий возможность ходить, погрузившись в специально созданный для него мир, может вновь почувствовать себя самостоятельно ходящим и ощутить радость и удовлетворения от таких простых и элементарных действий, но ныне ему не доступных. А хорошее настроение - это неоценимый вклад в процесс выздоровления.
Тенденции VR и AR реальности
Внедрение искусственного интеллекта а AR/VR в медицинское пространство
Применение видеоигр и AR/VR в здравоохранении
Улучшение качества AR/VR дисплеев
Ускорение эволюции AR/VR за счет внедрения 5G
Возможность индивидуализации подхода к пациенту
Посредствам AR/VR востановление биомедицинского статуса пациента
Таблица 1 Виртуальная и дополненная реальность
2.5 Социальная адаптация людей с РАС
Наконец, технологии ВР используются для социальной адаптации аутистов. Это расстройство проявляется по-разному, и во многих случаях людям с РАС приходится нелегко, когда они сталкиваются с правилами и особенностями человеческого общества и окружающего мира. А с помощью ВР можно безболезненно обыгрывать различные ситуации, показывая, как лучше вести себя в тех или иных ситуациях.
п/п
Критерии/умения
Коммуникативные отношения
Ориентировка в пространстве
Понимание установки
Игры и творческая деятельность
Рассказ о себе
Таблица 2 Содействие успешной социализации в обществе детей с РАС
Растёт доступность и разнообразие устройств и программного обеспечения, и можно с достаточной уверенностью спрогнозировать, что новые технологии будут всё активнее использоваться при обучении врачей. Не исключено, что появятся новые разработки на стыке ВР, больших данных и искусственного интеллекта. Например, системы, которые в реальном времени будут анализировать текущую ситуацию и вырабатывать визуальные рекомендации и подсказки для врача, облегчая диагностирование и лечение, уменьшая вероятность врачебных ошибок.
2.6 Очки виртуальной реальности
VR-очки - один из проектов виртуальной реальности, достаточно эффективно реализованный с технической стороны. Миниатюрные жидкокристаллические или лед-дисплеи заменены на микроэлектромеханическую систему, формирующую картинки и состоящую из нескольких миллионов зеркал. Если попробовать объяснить простым языком, то можно сказать, что в таких системах картинка проецируется на сетчатку глаза, давая при этом огромное преимущество, так как формирует изображение так, как человек якобы смотрит на обычный мир. При этом исключается усталость глаз и головные боли, возникающие при использовании 3D-режима. Очки виртуальной реальности нового поколения дают чистую 3D-картинку, не обманывая наш мозг. При использовании этого гаджета мы не выпадаем из реального мира, мы можем видеть то, что окружает нас в действительности, при этом нужно просто опустить глаза.
Еще одним положительным качеством является наличие встроенных наушников. Этот аксессуар можно использовать и как самые обычные наушники.
Согласно исследовательской и консалтинговой компании IndustryARC, к 2020 году общемировой рынок технологий виртуальной и дополненной реальностей в здравоохранении достиг $2,54 млрд. В основном они применяются для обучения врачей и реабилитации пациентов.
В апреле 2020 года в Королевском Лондонском Госпитале была проведена операция по удалению раковой опухоли. Это событие примечательно тем, что весь ход операции транслировался в сеть благодаря очкам Google Glass, которые были надеты на хирурге. 13 000 студентов-медиков не просто наблюдали почти в прямом эфире (с минутной задержкой), но и задавали хирургу вопросы, которые отображались в виде текста на периферии его поля зрения, а он отвечал на них голосом. Конечно, операции снимались и раньше, но это первый случай, когда:1. Зрители могли наблюдать весь процесс глазами хирурга.2. Операцию можно было смотреть практически в реальном времени на любых мобильных устройствах, в том числе очках ВР.3. Можно было удалённо задавать хирургу вопросы и получать ответы.
Кстати, доктор Шафи Ахмед, проводивший операцию, вообще не чужд высоких технологий, и сейчас экспериментирует с 360-градусным съёмками. По его мнению, это позволит создавать более эффективные обучающие видео для студентов-хирургов.
Но, даже имея возможность свободно осматриваться по сторонам при просмотре видеозаписи, студенты остаются пассивными наблюдателями. Поэтому совершенно логично, что VR - очки используются и для создания трёхмерных симуляций с полным погружением, в которых будущие врачи могут оттачивать свои навыки осмотра и лечения пациентов.
Например, компания Medical Simulation Corp, разработала комплекс Simantha, на котором хирурги-кардиологи учатся исследовать сердце человека.
Здесь используется полноразмерный манекен, позволяющий вводить контрастное вещество в «артерии» и использовать различные инструменты для проведения всевозможных манипуляций с «сердцем». Человек контролирует все свои действия по мониторам, где отображается полноценная симуляция внутренностей сердца. При этом комплекс снимает всевозможную телеметрию и точно реагирует на действия врача, как это происходит в жизни. Могут симулироваться индивидуальные особенности системы кровообращения пациента и даже нестандартная реакция на различные лекарства. Для обучения медицинских работников разных специальностей применяются и более традиционные виды технологий VR: тематические приложения на базе трёхмерных движков. Например, под маркой HumanSim выпускаются программы для обучения основам общения с пациентами, анестезиологии, седации и вентиляции лёгких, оказания первой помощи в военно-полевых условиях и так далее. Движок HumanSim также может использоваться для создания собственных медицинских симуляций.
Именно в хирургии технологии VR: находят наиболее широкое применение. Трудно найти другую область медицины, в которой визуализация и обратная связь на действия врача играет ещё более важную роль.
Как и в любой другой профессии, в хирургии мастерство нарабатывается с опытом. Никакие манекены не сравнятся по степени правдоподобия с качественно выполненным виртуальным тренажёром. Например, в Стэнфордском Университете разрабатываются и применяются программно-аппаратные комплексы с высокой степенью детализации различных органов и частей тела человека, обеспечивающие тактильную обратную связь. Это позволяет хирургу при обучении ориентироваться в ситуации не только визуально, но и тактильно.
Работая с цифровыми моделями органов человека, в виртуальном окружении, копирующем настоящее, уже состоявшиеся хирурги тренируются выполнять тонкие и сложные процедуры. Это помогает повысить точность действий врача, снизить вероятность ошибок и послеоперационных осложнений.
Иногда лечение требует применять довольно редкие виды вмешательства, с которыми многие рядовые врачи просто не сталкивались. И недостаток реального опыта вполне можно отчасти компенсировать на виртуальных тренажёрах. ВР позволяет тренироваться и врачам, использующим робохирургические установки:
телехирургам и микрохирурга.
Им в этом отношении даже несколько проще, ведь дисплей – неотъемлемый рабочий инструмент этих специалистов. Согласно ряду исследований, VR-тренажёры заметно повышают эффективность врачей, специализирующихся в робохирургии.
ГЛАВА 3. ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННАЯ МЕДИЦИНА
Важной особенностью VR-технологий для врачей стала ее способность переносить сознание доктора в тело пациента, у лечащего врача теперь есть возможность увидеть болезнь глазами больного, ощутить на себе симптомы его болезни и более качественно осознать симптоматику и специфику заболевания, эмоционально прочувствовать индивидуальное течение болезни у каждого конкретного пациента. Можно предположить, что коммуникация между пациентом и врачом станет более гармоничной и оптимальной.
3.1 VR для пациентов
VR – качественный инструмент для врача в тех случаях, когда нужно объяснить пациентам, как будут выполняться их операции или какие шаги пациенту следует предпринять для более эффективного восстановления путем мобилизации его внутренних ресурсов. Для самостоятельного применения пациентами специальные VR-приложения помогают в устранении хронических болей, проведения сеансов медитации для преодоления беспокойства или в выполнении упражнений для восстановления функции суставов. Пациенты, пережившие черепно-мозговые травмы и инсульты, могут проходить реабилитацию в облегченной игровой форме. Это делает ее более приятной, понятной, и лучше вовлекает пациентов в терапию.
3.2 Виртуальные врачи и медицинские сестры
В целях оказания помощи на дому уже начаты эксперименты по созданию виртуальных врачей.
Интересный эксперимент проводят психиатры из Великобритании. Отправной точкой эксперимента послужил тот факт, что многие пациенты с психозами воспринимают повседневные социальные ситуации как провоцирующие беспокойство. Такие психические заболевания, как паранойя, шизофрения, галлюцинации, социальная тревожность, патологическая неуверенность вызывают у пациентов боязнь. Это провоцирует отказы от регулярных встреч и занятий с врачом, что приводит к еще большей изоляции и ухудшению психического и физического здоровья.
Исследователи подошли к решению этой проблемы с помощью автоматизированного психологического лечения в виртуальной реальности. Пациенты получали возможность с помощью компьютерного моделирования ситуаций, вызывающих у них тревогу, пережить эти ситуации с участием виртуального коуча, который как реальный врач применяет когнитивные техники для преодоления их страха. 432 пациента с психозами и тревожным избеганием социальных ситуаций приняли участие в погружении в виртуальные ситуации, вызывающие дискомфорт.
Таким образом, VR-терапия обеспечит оперативный доступ к лечению большого количества людей. Слабыми сторонами этой технологии исследователи считают отсутствие контроля, которое есть в обычном лечении, что мешает врачу точно установить, какие элементы лечения VR вызывают положительные клинические изменения. Также проблемой становится невозможность скрыть от пациентов назначение лечения.
С развитием системы здравоохранения и распространением вирусной инфекции, в настоящее время, люди все чаще заинтересованы в получении медицинской помощи в виртуальном режиме.
Многие медсестры хорошо подготовлены к расширению своей практики и готовы стать виртуальными помощниками. VR-технология позволяет виртуальной медсестре общаться с пациентом, чтобы направлять и контролировать медицинское обслуживание. В ее обязанности входит обучение пациентов, мониторинг качества и безопасности лечения.
Виртуальные медики, полностью имитирующие живых людей, открывают перед ЛПУ возможность снижения затрат, автоматизируя тривиальные и повторяющиеся задачи. Они не страдают от синдрома выгорания и всегда готовы оказывать не просто более комфортную медпомощь, но постоянно выражать безусловное терпение и сочувствие.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Технология виртуальной реальности уже оказывает высококачественную помощь медикам и пациентам, помогая качественнее лечить и эффективнее заботиться о здоровье.
Технологии постоянно расширяют количество направлений и программ виртуальной реальности в здравоохранении.
Особенность современного этапа изучения виртуальной реальности заключается в том, что пока еще создается база эмпирического материала, требующая как широкого, так и глубокого его осмысления. Многие из сценариев VR-терапии требуют научной и экспериментальной доработки.
Другой проблемой остается малое количество медицинских центров, оборудованных для проведения терапии с помощью виртуальной реальности и высокая стоимость самого лечения.
VR пока остается на экспериментальном уровне и ранних стадиях внедрения в большинстве медицинских ИТ - компаний и медицинских учреждений, но уже быстро набирает популярность в отрасли. Многие отечественные компании вкладывают значительные средства в этот рынок. Специалисты, которые осознают прогрессивный и эволюционный потенциал в перспективе будут наиболее конкурентоспособными.
Чтобы усилить потенциал внедрения технологий виртуальной реальности в российскую систему здравоохранения, необходимо консолидировать усилия ученых, преподавателей медицинских университетов, ИТ-разработчиков, организаторов здравоохранения, врачей и всего медицинского сообщества.
Требуется совершенствование существующей нормативно-правовой базы и новых законов, позволяющих более широко использовать технологии виртуальной реальности в медицине, обеспечивая безопасную терапию и соблюдение прав всех участников процесса лечения.
