VR в медицині

1. Віртуальне стає реальним
2. Підберемо і запишемо до лікаря безкоштовно
3. Хірургічні операції та симулятори для навчання студентів і хірургів
4. VR для лікування деменції , Психічних розладів і уражень нервової системи
5. Анестезія віртуальною реальністю
6. Віртуальна медицина в Росії
7. Застосування VR в російській медицині
8. Медичні VR розробки в Росії
9. Ринкова оцінка і перспективи

Віртуальне стає реальним

Під віртуальною реальністю фахівці мають на увазі середу, відтворену настільки правдоподібно, що вона створює ілюзію присутності для наших органів почуттів. Враження від контактної взаємодії зі штучною середовищем бувають настільки повними, що відрізнити реальність від віртуальності часто неможливо.

Перше, що спадає на думку при словосполученні «віртуальна реальність» (virtual reality, скор. VR) - це, звичайно, ігри. Реалізовується ефект присутності в іграх двома способами.

Вже існують досягнення апаратної реалізації, здатні повністю ізолювати людини від зовнішнього світу - це 3D-окуляри, шоломи, костюми.

З іншого боку, такі речі, як відеоекран, багатоканальна акустична система або електронні пристрої, впливаючи на нервові закінчення, можуть викликати ілюзію дотиків - або, наприклад, що дме вітру. Це багаторазово підсилює враження від гри.

Об'єкти віртуальної реальності схожі з поведінки на аналогічні реальні об'єкти. Однак в умовах «віртуальності» користувачі здатні виходити за межі фізичного світу: левитировать або створювати нові предмети.

При цьому не слід плутати віртуальну реальність з доповненої (augmented reality, скор. AR). Покемони з популярної гри є штучними елементами реального ландшафту - тобто доповнюють об'єктивну реальність. Віртуальна ж реальність повністю конструює новий світ.

Однак віртуальна реальність - це не тільки розваги. Останнім часом наукове співтовариство серйозно обговорює перспективи «віртуальності» в медицині. Розберемо на конкретних прикладах, в яких галузях медицини почали впроваджувати VR-технологи.

Хірургічні операції та симулятори для навчання студентів і хірургів

Просування VR-технологій в хірургії перспективно з очевидних причин: ні в якій іншій галузі медицини візуалізація дій лікаря не грає настільки важливу роль. Будь-яке помилкове дію хірурга може стати фатальним.

Володіючи тривимірної інформацією про пацієнта (такі відомості дає томографія, тривимірні дані рентгенівських апаратів і УЗД), лікарі можуть створювати інтерактивні моделі, які прогнозують наслідки хірургічного або лікарського втручання в організм людини.

У квітні минулого року в Королівському Лондонському Госпіталі провели операцію з видалення ракової пухлини, яку транслювали в мережу.

Хірург Шафи Ахмеда, який проводив операцію, використовував окуляри Google Glass. Тринадцять тисяч студентів в режимі реального часу спостерігали за маніпуляціями хірурга і задавали йому питання. Текст питань відображався в периферійному вікні очок. Під час операції хірург міг усно відповідати на репліки студентів.

Строго кажучи, в цьому проекті мова йде не про повне занурення студентів в операційну, а лише про пасивному спостереженні чужих маніпуляцій через екрани звичайних моніторів. Проте, навчальний потенціал у цього привід чималий.

Технології доповненої реальності допомагають хірургам в режимі реального часу отримати всю інформацію про клінічній картині оперованого людини.

Фахівці з Університету Дьюка (Північна Кароліна, США) спроектували окуляри доповненої реальності Hololense, завдяки яким хірург зможе побачити 3D-картину мозку пацієнта. Окуляри накладають дані комп'ютерної томографії на голову пацієнта, і лікар може бачити в режимі реального часу, де знаходиться його інструмент.

Компанія Medical Simulation Corp. розробила симулятор Simantha, який являє собою повнорозмірний манекен з імітацією серцево-судинної системи.

Забарвлену рідину вводять в артерії і судини симулятора. Це дозволяє наочно управляти такими параметрами, як кров'яний тиск, серцевий ритм, насичення киснем і навіть «рівень свідомості» манекена.

На симуляторі можна задавати аномалії кровообігу і стежити за наслідками дій лікаря: введення ліків, маніпуляцій з серцем і судинами.

Проект Стенфордського університету Surgical Simulation по створенню симуляторів органів людини призначений більше для досвідчених хірургів, які можуть у віртуальному просторі відпрацювати тонкі процедури.

Недолік лікарського досвіду хірург цілком можна компенсувати за допомогою такого тренажера. Не так давно редакція Medical Note писала про симуляторі складних пологів LucinaAR , Який працює як раз за таким принципом.

VR для лікування деменції , Психічних розладів і уражень нервової системи

Другий напрямок VR, активно розвивається в медицині - тренажери-симулятори, конструюють штучний світ для пацієнтів з психічними відхиленнями і когнітивними розладами.

Virtual Relief розробила окуляри віртуальної реальності для страждаючих від деменції - старечого недоумства.

Людині зі старечим недоумством складно орієнтуватися, засвоювати нову інформацію. У віртуальній обстановці для хворих створюють комфортне середовище. У цьому середовищі хворі через ігри тренують пам'ять, володіння мовою і роблять найпростіші вправи з планування завдань на день.

Пам'ятайте відкриття Чемпіонату світу з футболу, коли паралізована людина зробив перший удар по м'ячу ?

для паралізованого бразильського хлопця Пінто розробили екзоскелет, яким він може керувати за допомогою шолома, що зчитує сигнали головного мозку.

Та ж група американський вчених випустила приголомшливу публікацію про можливість лікування паралічу за допомогою VR .

Після тривалих тренувань в окулярах віртуальної реальності у паралізованих пацієнтів відновлюються нервові зв'язки між мозком і м'язами. У 32-річної паралізованою пацієнтки частково відновилася рухова функцій нижніх кінцівок. Тепер вона може пересуватися за допомогою спеціальних ходунків.

Паралічі викликані не тим, що відмовляє м'яз, а порушеннями в керуючих областях мозку. Штучне середовище, в якій людина здійснює рухи, дозволяє активувати рухові області.

Швейцарська компанія MindMaze використовує віртуальну реальність для відновлення рухової функції у хворих після інсульту. Екзоскелет синхронізує руху хворого з картинкою, яку він бачить в 3D-окулярах. Пацієнт бачить, як у віртуальній реальності робить дрібну моторику: пересуває м'яч, стискає його.

Віртуальна реальність допомагає лікувати фобії (арахнофобія, боязнь висоти) і серйозні психічні захворювання.

Дослідники з Оксфордського університету придумали спосіб лікування параної за допомогою віртуальної реальності. За допомогою спеціально створеного шолома пацієнта поміщають в закритий простір (наприклад, ліфт), яке поступово заповнюють незнайомцями. У 20% учасників експерименту зафіксували зниження параноїдальних проявів.

Уже понад 20 років провідні клініки та медичні центри США використовують віртуальну реальність для лікування «в'єтнамського», а з недавніх пір «іракського» і «афганського» синдромів у солдатів.

Ветеранам створюють безпечне середовище для адаптації в 3D-окулярах. За допомогою контрольованих стресових ситуацій колишніх військових навчають стримувати негативні емоції, які можуть бути причиною небезпечного для оточуючих поведінки.

Анестезія віртуальною реальністю

Ідею застосовувати VR в анестезіологічних цілях вперше запропонував піонер в області інтерактивних технологій в медицині, американський психолог Хантер Хоффман . Цілком ймовірно, що віртуальна анестезія в майбутньому складе конкуренцію загального наркозу.

Сьогодні «віртуальне знеболювання» здатне:

Лабораторія інтерактивних технологій в Університеті Вашингтона, в якій працює Хоффман, є одним з найбільших в світі дослідницьких центрів віртуальної реальності.

Однією з останніх розробок медиків з Університету Вашингтона стало знеболювання постраждалих від опіків під час заміни пов'язок за допомогою 3D-окулярів, в яких їм показують засніжені пейзажі. Ілюзія холоду обманює мозок пацієнтів, знижуючи больові відчуття.

Багато операцій можна проводити під місцевим наркозом. Однак психологічна напруга, страх, вид крові може привести пацієнта в шоковий стан, при якому різко скаче тиск і може статися непритомність.

Зазвичай хірурги знімають стрес у оперованих седативними препаратами, але мексиканський хірург Хосе Луїс Моссо Васкес надягає на пацієнта 3D-окуляри з заспокійливим контентом. На відміну від заспокійливих, такий спосіб розслаблення не має побічних ефектів.

Корпорація Carl Zeiss розробила окуляри Cinemizer OLED для пацієнтів стоматологічних клінік. В ході лікування пацієнти можуть дивитися фільми 3D-форматі, що допомагає їм розслабитися під час проведення тривалих операцій.

Правда (за словами знайомого стоматолога), такий девайс часто заважає лікаря проводити маніпуляції і скоріше є розвагою, ніж дійсно необхідної пацієнту річчю.

Лікарня лякає маленьких дітей, відірваних від рідних і знайомої обстановки. Голландський стартап VisitU за допомогою 3D-окулярів і камери на 360 градусів забезпечує основне опинитися вдома або в школі в реальному часі.

Юні пацієнти зможуть підтримувати контакт з близькими, зануритися в комфортну домашню середу, фізично залишаючись при цьому в лікарняній палаті

Віртуальна медицина в Росії

Впровадження VR-технологій в різні сфери, будь то освіту або медицина, починається, звичайно, з підготовки фахівців, що володіють відповідними компетенціями. У Росії до цих пір не було програм, навчальних медиків навичкам роботи з технологіями віртуальної реальності і штучного інтелекту.

Однак в минулому році президент з розвитку Сколковского інституту науки і технології Олексій Ситников повідомив , Що Сколтех запускає освітню програму по блокчейну і технологій віртуальної і доповненої реальності.

Застосування VR в російській медицині

Поки застосування VR в російський медицині обмежується методами реабілітації.

У листопаді в Клінічній лікарні № 1 Медсен відкрили «розумний зал ФПР» - приміщення, в якому пацієнти, які перенесли черепно-мозкову травму або інсульт , Відновлюють необхідні в повсякденному житті навички.

Пацієнт бачить на екранах домашню або міську обстановку, вчиться здійснювати прості дії за допомогою тренажерів, наприклад, готується до походу в магазин.

Медичні VR розробки в Росії

У лютому Уряд РФ затвердив план реалізації програми «Цифрова економіка Російської Федерації», в рамках якого до 2020 року в сфері охорони здоров'я запустять 16 проектів - від штучного інтелекту до надчутливих квантових сенсорів.

Втілювати проекти в сфері медицини та реабілітації із застосуванням технології VR буде ТОВ «Тотал Вижен», яка розробила перший вітчизняний шолом віртуальної реальності. Заявленою метою компанії є впровадження своїх технологій в галузях, де «прийнятий курс на імпортозаміщення».

За планами урядової програми, віртуальну реальність почнуть використовувати і для навчання лікарів. Прототипом розроблюваної системи стане австралійська NurseSim - симулятор віртуальної реальності з тактильним зворотним зв'язком для навчання медичних сестер.

Незалежно від програми, в Лабораторії спеціальної медичної техніки, технології та фармацевтики МФТІ займаються створенням системи віртуальної реальності для відновлення рухових функцій після інсульту.

За прототип системи розробник, студент Григорій Крилов отримав премію Фонду сприяння інноваціям «розумник». Григорій розповів, що планує створити аналог MindMaze, але простіше і дешевше.

Ринкова оцінка і перспективи

Перспективу ринку віртуальної реальності в медицині добре розуміють бізнес-аналітики.

Так, в аналітичній компанії Research and Markets вважають, що до 2023 року обсяг світового ринку технологій доповненої і віртуальної реальності для охорони здоров'я наблизиться до позначки в $ 5 млрд. За оцінками експертів, вже в 2017 році AR- і VR-технології медичного призначення забезпечать виручку гравцям галузі в розмірі $ 769,2 млн.

Поки VR-технології ще не стали повсюдною лікарської рутиною. Наведені приклади, в першу чергу з області хірургії, відносяться скоріше до дослідних розробок. Повсюдного впровадження VR заважають слабка доступність програмних і апаратних рішень і недостатня кількість клінічних випробувань.

Впевнено можна сказати, що багато з зазначених технологій стануть цілком буденними зовсім скоро. Розробки в області великих даних і штучного інтелекту здатні домогтися впровадження віртуальної реальності в лікарську практику.

Штучний інтелект, аналізуючи тривимірні дані, вже вміє давати підказки лікарям. Цілком можливо, що нейросеть незабаром почне здійснювати хірургічні операції самостійно.