Medicina atinge cu îndrăzneală tehnicile virtuale

În urmă cu un an, neuroradiologul Wendell Gibby a efectuat o intervenție chirurgicală la coloana lombară folosind ochelari Microsoft HoloLens. După aplicarea acestora, medicul a văzut coloana vertebrală a pacientului, proiectată sub formă de alunecare pe suprafața corpului.

Pentru a identifica locația discului care provoacă durere la nivelul coloanei vertebrale, imaginile prin rezonanță magnetică (RMN) și tomografie computerizată (CT) ale pacientului au fost încărcate în software, care apoi a redat coloana vertebrală în 3D.

Cu un an mai devreme, Dr. Shafi Ahmed a folosit Google Glass pentru a transmite în direct o operație a unui pacient cu cancer. Două camere de 360 ​​de grade și numeroase lentile au fost amplasate în jurul camerei, permițând studenților la medicină, chirurgilor și spectatorilor să vadă și să audă ce se întâmplă în timpul procedurii și să învețe cum să separe corect tumora de țesutul sănătos din jur.

În Franța, cortexul vizual a fost operat recent la un pacient care purta ochelari de realitate virtuală (-) în timpul operației. Plasarea unui pacient într-o lume virtuală a permis medicilor să evalueze în timp real (adică în timpul intervenției chirurgicale) activitatea regiunilor creierului și a conexiunilor creierului responsabile de funcțiile individuale. Până acum nu a fost posibil să se efectueze acest lucru pe masa de operație. S-a decis folosirea în acest fel a ochelarilor de realitate virtuală pentru a evita pierderea completă a vederii pacientului, care deja pierduse vederea la un ochi din cauza bolii.

Wendell Gibby poartă HoloLens

Operații și pregătire a medicilor

Exemplele de mai sus arată cum tehnicile virtuale s-au instalat deja în lumea medicinei. Primele aplicații ale VR în domeniul sănătății datează de la începutul anilor 90. În prezent, astfel de soluții sunt cel mai des folosite în nevoia de vizualizare a datelor medicale complexe (în special în operații și planificarea acestora), în educație și formare (vizualizarea anatomiei și funcțiilor în simulatoare laparoscopice), în endoscopia virtuală, psihologie și reabilitare și telemedicină. .

În educația medicală, vizualizările interactive, dinamice și 1971D au un avantaj imens față de atlasele clasice de carte. Un exemplu este un concept finanțat de guvernul SUA care oferă acces la date detaliate de imagistică umană (CT, RMN și criosecție). Este conceput pentru a studia anatomia, a efectua cercetări imagistice și a crea aplicații (educaționale, de diagnosticare, planificare și simulare a tratamentului). Colecția completă Virtual Man conține 1 de imagini la o rezoluție de 15 mm și o dimensiune de 5189 GB. Virtual Woman constă din 0,33 de imagini (rezoluție 40 mm) și cântărește aproximativ XNUMX GB.

Adăugarea unui mediu de învățare virtual elementele senzoriale permite elevilor să exerseze abilități foarte devreme, dar nedezvoltate. Prin apăsarea unui buton, ei pot umple practic seringa și o pot goli și, în realitate virtuală, „simți” atunci când seringa lovește pielea, mușchii sau osul - o injecție în punga articulară dă o senzație complet diferită de a lipi un ac. în țesutul adipos. În timpul operației, fiecare mișcare are propriile consecințe, uneori foarte grave. Este important unde și cât de adânc să tăiați și unde să faceți puncții pentru a nu deteriora nervii și venele. În plus, în presiunea timpului, când de multe ori este nevoie de minute pentru a salva un pacient, abilitățile practice ale unui medic își merită greutatea în aur. Antrenamentul pe un simulator virtual vă permite să vă îmbunătățiți tehnica fără a pune în pericol sănătatea nimănui.

Prezentările virtuale sunt aplicabile următoarei etape a carierei profesionale a unui medic, de exemplu endoscopie virtuală vă permite să simulați o „plimbare” prin corp și pătrunderea în țesuturi fără teste invazive. Același lucru este valabil și pentru chirurgia computerizată. În chirurgia convențională, medicul vede doar suprafața, iar mișcarea bisturiului este, din păcate, ireversibilă. . Prin utilizarea VR, el este capabil să vadă sub suprafață și să ia decizii pe baza cunoștințelor suplimentare din alte surse.

Printre delfini și la încoronarea Elisabetei a II-a

O terapie experimentală pentru persoanele cu schizofrenie a fost dezvoltată la Universitatea din Oxford. Acest lucru le permite să se întâlnească față în față cu un avatar virtual reprezentând vocile plângătoare din capul lor. După primele etape de testare, rezultatele sunt încurajatoare. Cercetătorii care au efectuat un studiu controlat randomizat au comparat această terapie cu formele tradiționale de consiliere. Ei au descoperit că, după douăsprezece săptămâni, avatarurile au fost mai eficiente în reducerea halucinațiilor auditive. Studiul, publicat în The Lancet Psychiatry, a urmărit 150 de pacienți din Marea Britanie care au suferit de schizofrenie timp de aproximativ douăzeci de ani și au avut halucinații auditive persistente și tulburătoare de mai bine de un an. Dintre acestea, 75 au fost livrate. terapia cu avatariar 75 au folosit metode tradiționale. Până acum, avatarurile s-au dovedit a fi eficiente în reducerea halucinațiilor auditive. Dacă cercetările ulterioare se vor dovedi de succes, terapia cu avatar ar putea revoluționa modul în care milioane de oameni sunt tratați. persoanele cu psihoză на калым świat.

Clubul de înot Dolphin

Începând cu anii 70, unii cercetători au descris efectele terapeutice pozitive ale înotului cu delfini, în special pentru persoanele cu dizabilități. Cu toate acestea, așa-numitul terapia cu delfini are dezavantajele ei. În primul rând, poate fi prea scump pentru mulți oameni. În al doilea rând, ideea ca oamenii să intre în bazine cu animale prinse a fost criticată ca crudă de ecologiști. Olandeză Marijka Schöllema a venit cu ideea de a apela la tehnologia realității virtuale. Creat de ea Clubul de înot Dolphin oferă o experiență de realitate virtuală la 360 de grade. Proiectul folosește în prezent un smartphone Samsung S7 montat pe ochelari de scufundări cu elemente imprimate 3D pentru a crea o cască improvizată de realitate virtuală.

Tehnologiile de realitate virtuală sunt ideale pentru face față tulburărilor de anxietate. Una dintre cele mai eficiente metode este terapia prin expunere – pacientul este expus unui stimul care provoacă anxietate, dar totul se întâmplă în condiții strict controlate, dând un sentiment de siguranță. Realitatea virtuală vă permite să faceți față fricii de spațiu deschis, apropiere sau zbor. O persoană se poate confrunta cu o situație dificilă pentru el, în timp ce își dă seama că nu participă cu adevărat la ea. În studiile care au tratat fobia de înălțime, s-au observat îmbunătățiri la 90% dintre pacienți.

Utilizarea VR în reabilitarea neurologică ar putea fi o oportunitate pentru pacienţii cu AVCpermițându-le să obțină rezultate terapeutice mai rapide și să revină la viața normală. Compania suedeză MindMaze a creat o platformă bazată pe cunoștințe în domeniul neuroreabilitarii și al științei cognitive. Mișcările pacientului sunt urmărite de camere și afișate ca un avatar 3D. Apoi, sunt selectate individual exerciții interactive care, după o serie corespunzătoare de repetări, stimulează reactivarea conexiunilor neuronale deteriorate și activarea altora noi.

Oamenii de știință din SUA, Germania și Brazilia au publicat recent rezultatele unui studiu în care opt pacienți cu paraplegie (paralizia membrelor) a fost tratat cu un kit VR și un exoschelet. Realitatea virtuală a simulat activitatea motorie, iar exoscheletul a mișcat picioarele pacienților în conformitate cu semnalele creierului. Toți pacienții din studiu au recăpătat o anumită senzație și controlul mișcării sub măduva spinării rănite. Deci a avut loc o regenerare semnificativă a neuronilor.

Startup Brain Power a creat un instrument sprijin pentru persoanele cu autism. Acesta este un Google Glass îmbunătățit - cu software special care utilizează, de exemplu. sistem de recunoaștere a emoțiilor. Software-ul colectează date comportamentale, le procesează și oferă feedback sub formă de indicii vizuale și vocale simple și ușor de înțeles purtătorului (sau îngrijitorului). Acest tip de echipament îi ajută pe copiii cu autism să învețe limbajul, să gestioneze comportamentul și să dezvolte abilități sociale — de exemplu, descifrează starea emoțională a altei persoane și apoi pe un afișaj, folosind emoticoane, „spune” copilului ce spune cealaltă persoană. simte.

La rândul său, proiectul este conceput pentru a readuce amintiri vii persoanele care se luptă cu demența. Acest lucru se realizează printr-o serie de exerciții distractive folosind tehnologia digitală și ochelari 3D. Este o încercare de a reaminti amintiri bazate pe evenimente semnificative pe care o persoană cu demență le-ar fi putut experimenta în timpul vieții. Designerii speră că aceasta va servi drept ocazie de a vă conecta cu alți oameni și de a vă îmbunătăți bunăstarea. Testele descrise de The Guardian au creat o simulare de realitate virtuală bazată pe încoronarea Reginei Elisabeta a II-a în 1953, destinată rezidenților Regatului Unit. Evenimentul a fost recreat folosind picturi, actori, costume de epocă și recuzită reprezentativă. Fundalul era strada Islington din nordul Londrei.

Deep Stream VR, un startup din California care duce pacienții într-o lume virtuală în care se pot „cufunda” în timp ce urmăresc aventurile eroului, a reușit eficienta in reducerea durerii aproximativ 60-70%. Soluția s-a dovedit a fi eficientă în diverse tipuri de manipulări medicale, de la proceduri dentare până la schimbări de pansament. Cu toate acestea, acesta nu este cel mai faimos concept de durere virtuală din lume.

De mai bine de două decenii, pionierii și pictorii VR Hunter Hoffman și David Patterson, cercetători de la Universitatea din Washington, au demonstrat capacitatea unică a VR. ameliorarea durerii acute. Ultima lor creație lume virtuala care duce atenția pacientului de la durere la un mediu virtual înghețat scăldat în albastru și alb rece. Singura treabă a bolnavului de acolo este să arunce cu bulgări de zăpadă în pinguini. Destul de ciudat, rezultatele vorbesc de la sine - persoanele cu arsuri au experimentat cu 35-50% mai puțină durere atunci când au fost scufundate în VR decât cu o doză moderată de analgezice. Pe lângă pacienții din spitalele de copii, cercetătorii au lucrat și cu foști militari americani care au suferit arsuri de luptă și s-au luptat cu tulburarea de stres post-traumatic (PTSD).

Imagine dintr-o aplicație VR concepută pentru a trata arsurile.

Rac prins imediat

Se pare că tehnicile de virtualizare pot ajuta chiar și la depistarea precoce a cancerului. Detectarea tumorii cu ajutorul unui microscop standard este un proces complex și care necesită timp. Cu toate acestea, Google Research a fost introdus în aprilie 2018. Microscop ARcare este capabil să identifice celulele canceroase în timp real cu ajutorul suplimentar al învățării automate.

Deasupra camerei, care interacționează cu algoritmul AI, este un afișaj AR (realitate augmentată) care afișează date atunci când este detectată o problemă. Cu alte cuvinte, microscopul caută celule canceroase de îndată ce pui o probă în el. Sistemul ar putea fi folosit în cele din urmă pentru a diagnostica alte boli, cum ar fi tuberculoza și malaria.

Microscop AR care detectează modificări patologice

Profitul nu mai este chiar virtual

Anul trecut, compania de cercetare Grand View Research a estimat valoarea pieței globale a soluțiilor VR și AR în medicină la 568,7 milioane USD, ceea ce reprezintă o rată anuală de creștere de 29,1%. Potrivit analiștilor, această piață ar trebui să depășească 2025 miliarde de dolari până în 5. O creștere atât de rapidă a acestui sector se datorează dezvoltării progresive a hardware-ului și software-ului de realitate virtuală și augmentată, precum și introducerii tehnologiilor în noile domenii ale medicinei.

Terapie VR cu delfini: 

Trailer Wild Dolphin UnderwaterVR

Raport de detectare a celulelor canceroase realizat de AR:

Detectarea cancerului în timp real cu învățare automată