3D v medicíně: virtuální svět a nové technologie
Virtuální realitu jsme až dosud spojovali s počítačovými hrami, snovým světem stvořeným pro zábavu. Napadlo někoho, že něco, co je zdrojem potěšení, by se v budoucnu mohlo stát jedním z diagnostických nástrojů v medicíně? Udělá z jednání lékařů ve virtuálním světě lepší specialisty? Dokázali by se zapojit do lidské interakce s pacientem, kdyby se to naučili tak, že by mluvili pouze s hologramem?
Pokrok má své zákonitosti – ovládáme nové oblasti vědy, vytváříme nové technologie. Často se stává, že vytvoříme něco, co mělo původně jiný účel, ale najdeme pro to nové využití a původní myšlenku rozšíříme do dalších oblastí vědy.
To se stalo s počítačovými hrami. Na počátku své existence měly být pouze zdrojem zábavy. Později, když bylo vidět, jak snadno si tato technologie našla cestu k mladým lidem, vznikly vzdělávací hry, které kombinovaly zábavu s učením, aby to bylo zajímavější. Díky pokroku se jejich tvůrci snažili vytvořit vytvořené světy co nejreálnější a dosáhli nových technologických možností. Výsledkem těchto aktivit jsou hry, ve kterých kvalita obrazu znemožňuje odlišit fikci od reality a virtuální svět se tak přibližuje skutečnému, že jakoby oživuje naše fantazie a sny. Právě tato technologie se před pár lety dostala do rukou vědců, kteří se snažili modernizovat proces přípravy lékařů nové generace.
Trénujte a plánujte
Po celém světě se lékařské fakulty a univerzity potýkají s vážnou překážkou ve výuce medicíny a příbuzných věd pro studenty – s nedostatkem biologického materiálu pro studium. I když je snadné vyrábět buňky nebo tkáně v laboratořích pro výzkumné účely, stává se to stále větším problémem. přijímající orgány pro výzkum. V dnešní době je méně pravděpodobné, že by si lidé zachraňovali svá těla pro výzkumné účely. Existuje pro to mnoho kulturních a náboženských důvodů. Co by se tedy studenti měli naučit? Figury a přednášky nikdy nenahradí přímý kontakt s exponátem. Ve snaze vyrovnat se s tímto problémem byl vytvořen virtuální svět, který vám umožní objevit tajemství lidského těla.
Virtuální obraz srdce a hrudních cév.
úterý 2014, prof. Mark Griswold z Case Western Reserve University v USA se podílel na studii holografického prezentačního systému, který uživatele zavede do virtuálního světa a umožní mu s ním interakci. V rámci testů mohl vidět svět hologramů v okolní realitě a navázat kontakt ve virtuálním světě s jinou osobou – počítačová projekce osoby v oddělené místnosti. Obě strany spolu mohly mluvit ve virtuální realitě, aniž by se viděly. Výsledkem další spolupráce univerzity a jejích pracovníků s vědci byly první prototypové aplikace pro studium anatomie člověka.
Vytvoření virtuálního světa vám umožní znovu vytvořit jakoukoli strukturu lidského těla a umístit ji do digitálního modelu. V budoucnu bude možné vytvářet mapy celého organismu a zkoumat lidské tělo v podobě hologramu, sledovat ho ze všech stran, zkoumat taje fungování jednotlivých orgánů, mít před očima jejich detailní obraz. Studenti budou moci studovat anatomii a fyziologii bez kontaktu s živým člověkem nebo jeho mrtvým tělem. Navíc i učitel bude moci vést výuku formou své holografické projekce, nebýt na daném místě. Časová a prostorová omezení ve vědě a přístup ke znalostem zmizí, možnou bariérou zůstane pouze přístup k technologiím. Virtuální model umožní chirurgům učit se, aniž by museli provádět operace na živém organismu a přesnost zobrazení vytvoří takovou kopii reality, že bude možné věrně reprodukovat reálie skutečného zákroku. včetně reakcí celého těla pacienta. Virtuální operační sál, digitální pacient? To se ještě nestalo pedagogickým úspěchem!
Stejná technologie umožní plánování konkrétních chirurgických zákroků pro konkrétní lidi. Pečlivým skenováním jejich těl a vytvořením holografického modelu se lékaři budou moci dozvědět o anatomii a nemoci svého pacienta, aniž by prováděli invazivní testy. Další fáze léčby budou plánovány na modelech nemocných orgánů. Při zahájení skutečné operace dokonale poznají tělo operovaného a nic je nepřekvapí.
Trénink na virtuálním modelu těla pacienta.
Technologie nenahradí kontakt
Nabízí se však otázka, dá se vše nahradit technologií? Žádná dostupná metoda nenahradí kontakt se skutečným pacientem a s jeho tělem. Je nemožné digitálně zobrazit citlivost tkání, jejich strukturu a konzistenci a tím spíše lidské reakce. Je možné digitálně reprodukovat lidskou bolest a strach? Navzdory pokroku v technologii se mladí lékaři budou muset stále setkávat se skutečnými lidmi.
Ne nadarmo bylo před několika lety doporučeno, aby se zúčastnili studenti medicíny v Polsku a po celém světě sezení se skutečnými pacienty a utvářet své vztahy s lidmi a aby se akademičtí pracovníci kromě získávání znalostí učili také empatii, soucitu a respektu k lidem. Často se stává, že k prvnímu skutečnému setkání studentů medicíny s pacientem dojde na stáži nebo stáži. Vytrženi z akademické reality nejsou schopni mluvit s pacienty a vyrovnat se s jejich těžkými emocemi. Je nepravděpodobné, že další separace studentů od pacientů způsobená novou technologií bude mít pozitivní dopad na mladé lékaře. Pomůžeme jim jednoduše zůstat lidskými bytostmi tím, že vytvoříme vynikající profesionály? Lékař přece není žádný řemeslník a osud nemocného člověka do značné míry závisí na kvalitě lidského kontaktu, na důvěře, kterou má pacient ke svému lékaři.
Kdysi dávno průkopníci medicíny – někdy dokonce v rozporu s etikou – získávali znalosti pouze na základě kontaktu s tělem. Současné lékařské poznatky jsou vlastně výsledkem těchto hledání a lidské zvědavosti. Oč obtížnější bylo poznávat realitu, stále nic pořádně nevědoucího, dělat objevy, spoléhat se pouze na vlastní zkušenost! Mnoho chirurgických léčebných postupů bylo vyvinuto metodou pokusů a omylů, a přestože to někdy skončilo pro pacienta tragicky, nebylo jiné východisko.
Zároveň tento smysl pro experimentování na těle a živém člověku určitým způsobem učil respektu k oběma. To mě přimělo přemýšlet o každém plánovaném kroku a dělat obtížná rozhodnutí. Může virtuální tělo a virtuální pacient naučit totéž? Naučí kontakt s hologramem nové generace lékařů respektu a soucitu a pomůže mluvení s virtuální projekcí rozvíjet empatii? S tímto problémem se potýkají vědci zavádějící digitální technologie na lékařských univerzitách.
Přínos nových technických řešení pro vzdělávání lékařů nelze bezpochyby přeceňovat, ale ne vše lze nahradit počítačem. Digitální realita umožní specialistům získat ideální vzdělání a také jim umožní zůstat „lidskými“ lékaři.
Vizualizace technologie budoucnosti - model lidského těla.
Tisk modelů a detailů
Ve světové medicíně již existuje mnoho zobrazovacích technologií, které byly ještě před pár lety považovány za kosmické. Co máme po ruce 3D vykreslování je dalším mimořádně užitečným nástrojem používaným při léčbě obtížných případů. Přestože jsou 3D tiskárny relativně nové, v medicíně se používají již několik let. V Polsku se používají především při plánování léčby vč. operace srdce. Každá srdeční vada je velkou neznámou, protože neexistují dva stejné případy a někdy je pro lékaře těžké odhadnout, co je po otevření pacientova hrudníku může překvapit. Technologie, které máme k dispozici, jako je magnetická rezonance nebo počítačová tomografie, nedokážou přesně zobrazit všechny struktury. Proto je potřeba hlubšího porozumění tělu konkrétního pacienta a lékaři tuto možnost poskytují pomocí XNUMXD snímků na obrazovce počítače, dále převedených do prostorových modelů vyrobených ze silikonu nebo plastu.
Polská kardiochirurgická centra již několik let využívají metodu skenování a mapování srdečních struktur ve 3D modelech, na základě kterých se plánují operace.. Často se stává, že pouze prostorový model odhalí problém, který by operatéra při zákroku překvapil. Dostupná technologie nám umožňuje vyhnout se takovým překvapením. Tento typ vyšetření si proto získává stále více příznivců a do budoucna kliniky využívají v diagnostice 3D modely. Specialisté v jiných oborech medicíny využívají tuto technologii podobným způsobem a neustále ji rozvíjejí.
Některá centra v Polsku i v zahraničí již provádějí průkopnické operace pomocí kostní nebo cévní endoprotézy vytištěno 3D technologií. Ortopedická centra po celém světě jsou 3D tisk protetických končetin, které jsou ideálně vhodné pro konkrétního pacienta. A co je důležité, jsou mnohem levnější než tradiční. Před časem jsem s dojetím sledoval úryvek z reportáže, která ukazovala příběh chlapce s amputovanou rukou. Dostal protézu s potiskem XNUMXD, která byla dokonalou replikou paže Iron Mana, oblíbeného superhrdiny malého pacienta. Byla lehčí, levnější a hlavně perfektně padnoucí než běžné protézy.
Snem medicíny je vytvořit každou chybějící část těla, kterou lze nahradit umělým ekvivalentem v 3D technologii, přizpůsobení vytvořeného modelu požadavkům konkrétního pacienta. Takové personalizované „náhradní díly“ vytištěné za dostupnou cenu by způsobily revoluci v moderní medicíně.
Výzkum hologramového systému pokračuje ve spolupráci s lékaři z mnoha specializací. Už se objevují první aplikace s lidskou anatomií a první lékaři se dozvědí o holografické technologii budoucnosti. 3D modely se staly součástí moderní medicíny a umožňují vám vyvinout ty nejlepší léčebné postupy v soukromí vaší kanceláře. Virtuální technologie v budoucnu vyřeší mnoho dalších problémů, se kterými se medicína snaží bojovat. Připraví nové generace lékařů a šíření vědy a znalostí nebude mít žádné hranice.
