Medicína odvážně sahá po virtuálních technikách

Před rokem provedl neuroradiolog Wendell Gibby operaci bederní páteře pomocí brýlí Microsoft HoloLens. Po jejich aplikaci lékař viděl pacientovu páteř, promítnutou jako skluzavka na povrch těla.

Aby bylo možné přesně určit polohu disku způsobujícího bolest v páteři, byly snímky pacienta z magnetické rezonance (MRI) a počítačové tomografie (CT) načteny do softwaru, který následně vykreslil páteř ve 3D.

O rok dříve použil Dr. Shafi Ahmed Google Glass k přímému přenosu operace pacienta s rakovinou. Po místnosti byly umístěny dvě 360stupňové kamery a četné čočky, které studentům medicíny, chirurgům a divákům umožnily vidět a slyšet, co se během procedury děje, a naučit se, jak správně oddělit nádor od okolní zdravé tkáně.

Ve Francii byla nedávno voperována zraková kůra pacientovi, který měl při operaci nasazeny brýle pro virtuální realitu (-). Umístění pacienta do virtuálního světa umožnilo lékařům v reálném čase (tedy během operace) vyhodnocovat práci mozkových oblastí a mozkových spojení odpovědných za jednotlivé funkce. Dosud to na operačním stole nebylo možné provést. O využití brýlí pro virtuální realitu bylo rozhodnuto tímto způsobem, aby nedošlo k úplné ztrátě zraku pacienta, který již na jedno oko kvůli nemoci ztratil zrak.

Wendell Gibby nosí HoloLens

Operace a školení lékařů

Výše uvedené příklady ukazují, jak se virtuální techniky již zabydlely ve světě medicíny. První aplikace VR ve zdravotnictví pocházejí z počátku 90. let minulého století. V současnosti jsou taková řešení nejčastěji využívána při potřebě vizualizace komplexních medicínských dat (zejména při operacích a jejich plánování), ve výchově a školení (vizualizace anatomie a funkcí na laparoskopických simulátorech), ve virtuální endoskopii, psychologii a rehabilitaci a telemedicíně .

Ve zdravotnickém vzdělávání mají interaktivní, dynamické a 1971D vizualizace obrovskou výhodu oproti klasickým knižním atlasům. Příkladem je koncept financovaný vládou USA, který umožňuje přístup k podrobným lidským zobrazovacím datům (CT, MRI a kryosekce). Je určen ke studiu anatomie, provádění zobrazovacího výzkumu a vytváření aplikací (vzdělávací, diagnostické, plánování léčby a simulace). Kompletní kolekce Virtual Man obsahuje 1 obrázků v rozlišení 15 mm a velikosti 5189 GB. Virtual Woman se skládá z 0,33 obrázků (rozlišení 40 mm) a váží asi XNUMX GB.

Přidání do virtuálního vzdělávacího prostředí smyslové prvky umožňuje studentům procvičovat velmi rané, ale dosud nerozvinuté dovednosti. Stisknutím tlačítka mohou stříkačku virtuálně naplnit a vyprázdnit a ve virtuální realitě „cítit“ náraz stříkačky na kůži, svaly nebo kost – injekce do kloubního vaku dává úplně jiný pocit než píchnutí jehlou. do tukové tkáně. Během operace má každý pohyb své, někdy velmi vážné následky. Je důležité, kde a jak hluboko řezat a kde dělat vpichy, aby nedošlo k poškození nervů a žil. Navíc v časové tísni, kdy záchrana pacienta často trvá minuty, mají praktické dovednosti lékaře cenu zlata. Trénink na virtuálním simulátoru vám umožní zlepšit vaši techniku, aniž byste ohrozili zdraví kohokoli.

Virtuální prezentace jsou použitelné například v další fázi profesní kariéry lékaře virtuální endoskopie umožňuje simulovat "procházku" tělem a průnik do tkání bez invazivních testů. Totéž platí pro počítačovou chirurgii. Při klasické chirurgii vidí lékař pouze povrch a pohyb skalpelu je bohužel nevratný. . Díky využití VR je schopen nahlédnout pod povrch a rozhodovat se na základě dalších znalostí z jiných zdrojů.

Mezi delfíny a při korunovaci Alžběty II

Na univerzitě v Oxfordu byla vyvinuta experimentální terapie pro lidi se schizofrenií. To jim umožňuje setkat se tváří v tvář s virtuálním avatarem představujícím kňučící hlasy v jejich hlavách. Po prvních fázích testování jsou výsledky povzbudivé. Výzkumníci provádějící randomizovanou kontrolovanou studii porovnávali tuto terapii s tradičními formami poradenství. Zjistili, že po dvanácti týdnech byli avataři účinnější při snižování sluchových halucinací. Studie publikovaná v The Lancet Psychiatry sledovala 150 britských pacientů, kteří trpěli schizofrenií asi dvacet let a po více než rok zažívali přetrvávající a znepokojivé sluchové halucinace. Z toho 75 bylo doručeno. avatar terapiea 75 používalo tradiční metody. Dosud se ukázalo, že avatary jsou účinné při snižování sluchových halucinací. Pokud se další výzkum prokáže jako úspěšný, terapie avatary by mohla způsobit revoluci ve způsobu léčby milionů lidí. lidé s psychózou v jiném světě.

Klub plavání delfínů

Již od 70. let někteří badatelé popisují pozitivní léčebné účinky plavání s delfíny, zejména pro handicapované. Nicméně tzv delfinoterapie má to své stinné stránky. Za prvé, pro mnoho lidí to může být příliš drahé. Za druhé, myšlenka, že lidé vstupují do bazénů uvězněných zvířat, byla ekology kritizována jako krutá. S nápadem obrátit se na technologii virtuální reality přišla Holanďanka Marijka Schöllema. Vytvořila ji Klub plavání delfínů nabízí 360stupňový zážitek z virtuální reality. Projekt v současné době využívá smartphone Samsung S7 namontovaný na potápěčských brýlích s 3D tištěnými prvky k vytvoření improvizované náhlavní soupravy pro virtuální realitu.

Technologie virtuální reality jsou ideální pro vypořádat se s úzkostnými poruchami. Jednou z nejúčinnějších metod je expoziční terapie – pacient je vystaven podnětu, který vyvolává úzkost, ale vše se děje za přísně kontrolovaných podmínek, které dávají pocit bezpečí. Virtuální realita umožňuje čelit strachu z otevřeného prostoru, blízkosti nebo létání. Člověk může čelit pro něj obtížné situaci, přičemž si uvědomuje, že se jí ve skutečnosti neúčastní. Ve studiích, ve kterých se léčil strach z výšek, bylo pozorováno zlepšení u 90 % pacientů.

Příležitostí by mohlo být využití VR v neurologické rehabilitaci pacientů s mrtvicícož jim umožňuje dosáhnout rychlejších terapeutických výsledků a vrátit se do normálního života. Švédská společnost MindMaze vytvořila platformu založenou na znalostech v oblasti neurorehabilitace a kognitivní vědy. Pohyby pacienta jsou sledovány kamerami a zobrazeny jako 3D avatar. Poté jsou individuálně vybrána interaktivní cvičení, která po vhodné sérii opakování stimulují reaktivaci poškozených nervových spojení a aktivaci nových.

Vědci z USA, Německa a Brazílie nedávno zveřejnili výsledky studie, ve které osm pacientů s paraplegie (ochrnutí končetin) byla ošetřena soupravou VR a exoskeletem. Virtuální realita simulovala motorickou aktivitu a exoskeleton pohyboval nohama pacientů v souladu s mozkovými signály. Všichni pacienti ve studii znovu získali určitou citlivost a kontrolu nad pohybem pod poraněnou míchou. Došlo tedy k výrazné regeneraci neuronů.

Startup Brain Power vytvořil nástroj podpora lidí s autismem. Jedná se o vylepšené Google Glass – se speciálním softwarem, který využívá kupř. systém rozpoznávání emocí. Software shromažďuje údaje o chování, zpracovává je a poskytuje uživateli (nebo pečovateli) zpětnou vazbu ve formě jednoduchých, srozumitelných vizuálních a hlasových podnětů. Tento typ zařízení pomáhá dětem s autismem učit se jazyk, zvládat chování a rozvíjet sociální dovednosti – například dešifruje emoční stav jiné osoby a poté na displeji pomocí emotikonů „řekne“ dítěti, co druhá osoba říká. cítí.

Projekt je zase navržen tak, aby přinesl živé vzpomínky lidé bojující s demencí. A to prostřednictvím série zábavných cvičení s využitím digitální technologie a 3D brýlí. Jde o pokus vybavit si vzpomínky na základě významných událostí, které mohl člověk s demencí během svého života prožít. Návrháři doufají, že to poslouží jako příležitost ke spojení s ostatními lidmi a zlepšení vaší pohody. Testy popsané The Guardian vytvořily simulaci virtuální reality založenou na korunovaci královny Alžběty II v roce 1953, určenou pro obyvatele Spojeného království. Akce byla znovu vytvořena pomocí obrazů, herců, dobových kostýmů a reprezentativních rekvizit. Pozadí byla Islington Street v severním Londýně.

Deep Stream VR, kalifornský startup, který zavádí pacienty do virtuálního světa, kde se mohou „ponořit do sebe“ při sledování dobrodružství hrdiny, dosáhl účinnost při snižování bolesti asi 60-70 %. Řešení se osvědčilo při různých typech lékařských výkonů, od stomatologických výkonů až po převazy. Nejedná se však o nejslavnější koncept virtuální bolesti na světě.

Již více než dvě desetiletí dokazují průkopníci a malíři VR Hunter Hoffman a David Patterson, výzkumníci z University of Washington, jedinečnou schopnost VR. úleva od akutní bolesti. Jejich nejnovější výtvor virtuální svět který odvádí pacientovu pozornost od bolesti do ledového virtuálního prostředí zalitého studenou modrou a bílou. Jediným úkolem nemocného muže je... házet sněhové koule na tučňáky. Kupodivu výsledky hovoří samy za sebe – lidé s popáleninami pociťovali při ponoření do VR o 35–50 % menší bolest než při mírné dávce léků proti bolesti. Kromě dětských nemocničních pacientů pracovali vědci také s bývalými americkými vojáky, kteří utrpěli bojové popáleniny a bojovali s posttraumatickou stresovou poruchou (PTSD).

Obrázek z VR aplikace určené k léčbě popálenin.

Rakovina chytila ​​hned

Ukazuje se, že virtualizační techniky mohou dokonce pomoci při včasném odhalení rakoviny. Detekce nádoru pomocí standardního mikroskopu je složitý a časově náročný proces. Nicméně, Google Research byl představen v dubnu 2018. AR mikroskopkterý je schopen identifikovat rakovinné buňky v reálném čase s další pomocí strojového učení.

Nad kamerou, která spolupracuje s algoritmem AI, je displej AR (rozšířená realita), který zobrazuje data, když je zjištěn problém. Jinými slovy, mikroskop hledá rakovinné buňky, jakmile do něj vložíte vzorek. Systém by mohl být nakonec použit k diagnostice dalších nemocí, jako je tuberkulóza a malárie.

AR mikroskop, který detekuje patologické změny

Zisk už není tak úplně virtuální

V loňském roce výzkumná společnost Grand View Research odhadla hodnotu globálního trhu s řešeními VR a AR v medicíně na 568,7 milionů dolarů, což představuje roční tempo růstu 29,1 %. Podle analytiků by tento trh měl do roku 2025 přesáhnout 5 miliard dolarů. Za tak rychlým růstem tohoto sektoru stojí progresivní vývoj hardwaru a softwaru pro virtuální a rozšířenou realitu a také zavádění technologií do nových oblastí medicíny.

Delfinoterapie VR: 

Trailer Divoký delfín UnderwaterVR

Zpráva o detekci rakovinných buněk od AR:

Detekce rakoviny v reálném čase se strojovým učením