Как используют очки виртуальной реальности в медицине?
Виртуальная реальность используется не только в играх или в кино, как думают многие. Сегодня VR-технологии приходят на помощь людям во многих сферах: в космосе, образовании, медицине и других отраслях. Расскажем, как виртуальные симуляторы помогают медикам осуществлять различные процессы, в том числе проводить обучение студентов.
Виртуальная реальность (virtual reality, VR) — виртуальный мир, создающий полную иллюзию присутствия с помощью органов чувств человека: осязания, слуха, зрения. При этом виртуальная реальность способна имитировать как действия, так и реакции на них. Пользователь испытывает гравитацию, свойства различных материй (воды, песка и т.д.), силу удара и пр., ощущая все это совершенно реально, как и в жизни.
Для погружения в виртуальный мир используют специальные шлемы, очки, костюмы, перчатки, мониторы. Уже давно VR-технологии, созданные изначально для развлекательной индустрии, — компьютерных игр и кино, активно применяются в и других отраслях. Очень полезными оказалась они и для медицины.
Симуляторы для обучения студентов и хирургов
Виртуальные симуляторы в последнее время широко применяются для обучения студентов различных медицинских факультетов. Это может быть индивидуальное или групповое занятие — например, для нескольких хирургов, выполняющих операцию. Также с помощью VR-тренажеров можно научиться проводить УЗИ, эндоскопию и прочие диагностические процедуры. При этом симуляторы воспроизводят реакцию реального организма в обычной обстановке или в экстремальных условиях. Удобство таких симуляторов для обучения еще и в том, что в любой момент преподаватель может прервать действие, указать на ошибку студента, обсудить результаты, произвести столько повторов манипуляции, сколько потребуется.
Особенно важны занятия для будущих хирургов. На тренажере есть возможность смоделировать различные ситуации, которые требуют быстрого принятия решений, точного выполнения манипуляций и прочих навыков, необходимых врачу этого профиля. Обучаясь с помощью виртуальных технологий, будущий специалист получает мощную практику, сравнимую с реальной.
Симуляторы для хирургии выпускаются двух типов:
-
компьютерные 3D. Студент при помощи мыши и клавиатуры взаимодействует с виртуальным оборудованием и пациентом;
-
виртуальные 3D. После того как обучаемый наденет VR-шлем, он окажется в операционной, в которой должен приступить к заданным действиям. Специальные контроллеры позволяют воссоздать любые действия: брать инструменты, делать разрезы, сшивание и прочие манипуляции.
Безусловно, использование подобных симуляторов значительно повышает уровень подготовки будущих хирургов. Ранее, когда студентам приходилось проводить занятия в анатомическом театре на умерших людях, их практика была сильно ограничена. Современные тренажеры дают множество преимуществ:
-
Максимальное погружение в процесс благодаря полной реалистичности.
-
Возможность проводить занятия в обычном учебном классе.
-
Отсутствие необходимости использовать медицинские расходные материалы и инструменты.
-
Отработка самых сложных операций без угрозы для жизни пациента.
Медицинские VR-тренажеры повсеместно используются для обучения студентов медицинских вузов во всем мире.
Онлайн-трансляция операции
В 2016 году в Королевском Лондонском Госпитале была проведена операция по удалению раковой опухоли с использованием VR-технологий, которую транслировали для 13 тысяч студентов-медиков. Хирург находился при этом в VR-очках Google Glass. Зрители наблюдали за его действиями и задавали вопросы в процессе трансляции операции. Профессор Шафи Ахмеде видел их в периферийном окне очков, а отвечал уже в устной форме.
Использование очков виртуальной реальности помогает специалистам получать всю информацию о состоянии оперируемого в режиме реального времени. Так, сотрудники из Университета Дьюка (США) создали очки Hololens. Их надевает хирург, а они передают данные компьютерной томографии на голову пациента во время операции на мозг. Это позволяет врачу видеть, где находится его инструмент.
VR-симулятор с имитацией сердечно-сосудистой системы
Симулятор Simantha — это манекен в человеческий рост с воссозданной до мельчайших деталей сердечно-сосудистой системой человека. Он предназначен для обучения будущих кардиологов-хирургов. Окрашенную жидкость вводят в кровеносные сосуды, при этом можно задавать различные параметры: снижать или повышать кровяное давление, увеличивать сердечный ритм, создавать аномалии системы кровообращения. Врач производит необходимые манипуляции с сердцем, используя инструменты, вводит лекарства. При этом все действия отражаются на мониторе, а также показывается реакция манекена на вмешательство и даже индивидуальное восприятие различных лекарств.
VR для лечения деменции, психических расстройств и поражений нервной системы
Еще одно направление VR-технологий для использования в медицине — появление симуляторов, создающих виртуальный мир для больных с отклонениями и психическими расстройствами.
Так, компания Virtual Relief разработала очки для страдающих от старческого слабоумия — деменции. Это тяжелое заболевание, от которого страдают окружающие пациента люди. Пожилому человеку с деменцией сложно ориентироваться в окружающем пространстве, запоминать новую информацию. В виртуальной реальности для таких пациентов создают игру, позволяющую тренировать память, совершать упражнения по планированию действий и прочие вещи, заставляющие работать мозг.
Существует также тренажер для лечения параноидальных расстройств. Больной надевает шлем и оказывается в закрытом пространстве — например, лифте, в который постепенно заходят новые люди. Пациент учится не впадать в панику в закрытом пространстве с незнакомцами. У 20% испытуемых после таких занятий было отмечено снижение параноидальных симптомов.
Лечение фобий и страха
Виртуальные симуляторы помогают справиться с проявлениями страха и различными фобиями или хотя бы уменьшить их степень. Например, многие люди боятся операций под местным наркозом. Психологическое напряжение, страх, вид крови могут привести пациента в шоковое состояние, при котором резко скачет давление, что нежелательно при операции. Врачи из Мексики использовали в качестве дополнительной анестезии очки виртуальной реальности: пациент во время манипуляций врачей просматривал веселые фильмы и не отвлекался на процесс.
Этот же способ применяют и в Германии. Известный производитель оптики компания Carl Zeiss разработала очки для пациентов стоматологических клиник. Как известно, страх перед лечением зубов бывает очень сильным. Теперь же во время процесса посетителю надевают VR-очки, он может расслабиться за просмотром приятного видеоконтента.
Маленькие дети часто пугаются незнакомой обстановки в больнице, особенно когда вынуждены находиться там без родителей. В Голландии малышам надевают 3D-очки с предварительно записанной программой. Они оказываются в домашней обстановке, где могут общаться со своими родными и близкими. После использования таких симуляторов дети становились гораздо спокойнее и уже не испытывали прежнюю панику.
Анестезия виртуальной реальностью
Интересную идею использования VR-технологий в медицине предложил американский психолог Хантер Хоффман. Виртуальное обезболивание с помощью зимнего пейзажа — вот какую идею выдвинул профессор. Проведенные эксперименты для больных с ожогами показали, что вид холодного снега обманывает мозг пациентов, снижая болевые ощущения. Использовались такие 3D-очки во время смены повязок, чтобы притупить болезненные ощущения.
Виртуальные технологии помогают значительно расширить возможности в сфере медицины — как в плане обучения, так и в плане терапии. Ведущие разработчики электроники постоянно улучшают VR-технологии для достижения высоких результатов.