Medicin griber dristigt ud efter virtuelle teknikker

For et år siden udførte neuroradiolog Wendell Gibby en operation i lændehvirvelsøjlen ved hjælp af Microsoft HoloLens-briller. Efter at have påført dem, så lægen patientens rygsøjle, projiceret som et objektglas på kroppens overflade.

For at lokalisere diskens placering, der forårsager smerter i rygsøjlen, blev magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) og computertomografi (CT) billeder af patienten indlæst i software, som derefter gengivet rygsøjlen i 3D.

Et år tidligere brugte Dr. Shafi Ahmed Google Glass til at livestreame en kræftpatients operation. To 360-graders kameraer og adskillige linser blev placeret rundt om i lokalet, så medicinstuderende, kirurger og tilskuere kunne se og høre, hvad der skete under proceduren og lære, hvordan man korrekt adskiller tumoren fra det omgivende sunde væv.

I Frankrig blev den visuelle cortex for nylig opereret hos en patient, som bar virtual reality-briller (-) under operationen. At placere en patient i en virtuel verden gjorde det muligt for læger at evaluere arbejdet i hjerneregionerne og hjerneforbindelserne, der er ansvarlige for individuelle funktioner, i realtid (dvs. under operationen). Indtil nu har det ikke været muligt at udføre dette på operationsbordet. Det blev besluttet at bruge virtual reality-briller på denne måde for at undgå fuldstændigt tab af synet for patienten, som allerede havde mistet synet på det ene øje på grund af sygdommen.

Wendell Gibby iført HoloLens

Drift og uddannelse af læger

Ovenstående eksempler viser, hvordan virtuelle teknikker allerede har slået sig ned i medicinens verden. De første anvendelser af VR i sundhedsvæsenet går tilbage til begyndelsen af ​​90'erne. I øjeblikket bruges sådanne løsninger oftest i behovet for at visualisere komplekse medicinske data (især i operationer og deres planlægning), i uddannelse og træning (visualisering af anatomi og funktioner i laparoskopiske simulatorer), i virtuel endoskopi, psykologi og rehabilitering og telemedicin.

Inden for lægeuddannelsen har interaktive, dynamiske og 1971D-visualiseringer en kæmpe fordel i forhold til klassiske bogatlas. Et eksempel er et amerikansk regeringsfinansieret koncept, der giver adgang til detaljerede menneskelige billeddata (CT, MR og kryosnit). Det er designet til at studere anatomi, udføre billedforskning og skabe applikationer (pædagogisk, diagnostisk, behandlingsplanlægning og simulering). Den komplette Virtual Man-samling indeholder 1 billeder i 15 mm opløsning og 5189 GB i størrelse. Virtual Woman består af 0,33 billeder (opløsning 40 mm) og vejer omkring XNUMX GB.

Tilføjelse til et virtuelt læringsmiljø sanseelementer giver eleverne mulighed for at øve meget tidlige, men uudviklede færdigheder. Ved at trykke på en knap kan de nærmest fylde sprøjten og tømme den, og i virtual reality kan de ”mærke”, når sprøjten rammer huden, musklerne eller knoglen – en indsprøjtning i ledposen giver en helt anden følelse end at stikke en nål. ind i fedtvæv. Under operationen har hver bevægelse sine egne, nogle gange meget alvorlige, konsekvenser. Det er vigtigt, hvor og hvor dybt der skal skæres, og hvor der skal punkteres for ikke at beskadige nerverne og venerne. Hertil kommer, at i tidspres, hvor det ofte tager minutter at redde en patient, er lægens praktiske færdigheder guld værd. Træning på en virtuel simulator giver dig mulighed for at forbedre din teknik uden at bringe nogens helbred i fare.

Virtuelle præsentationer kan f.eks. anvendes til næste fase af en læges professionelle karriere virtuel endoskopi giver dig mulighed for at simulere en "vandring" gennem kroppen og penetration ind i væv uden invasive tests. Det samme gælder computerkirurgi. Ved konventionel kirurgi ser lægen kun overfladen, og bevægelsen af ​​skalpellen er desværre irreversibel. . Gennem brugen af ​​VR er han i stand til at se under overfladen og træffe beslutninger baseret på yderligere viden fra andre kilder.

Blandt delfiner og ved kroningen af ​​Elizabeth II

En eksperimentel terapi til mennesker med skizofreni er blevet udviklet ved University of Oxford. Dette giver dem mulighed for at stå ansigt til ansigt med en virtuel avatar, der repræsenterer de klynkende stemmer i deres hoveder. Efter de første testfaser er resultaterne opmuntrende. Forskere, der gennemførte et randomiseret kontrolleret forsøg, sammenlignede denne terapi med traditionelle former for rådgivning. De fandt ud af, at efter tolv uger var avatarerne mere effektive til at reducere auditive hallucinationer. Undersøgelsen, offentliggjort i The Lancet Psychiatry, fulgte 150 britiske patienter, der havde lidt af skizofreni i omkring tyve år og oplevet vedvarende og forstyrrende auditive hallucinationer i mere end et år. Heraf er 75 leveret. avatar terapiog 75 brugte traditionelle metoder. Hidtil har avatarer vist sig at være effektive til at reducere auditive hallucinationer. Hvis yderligere forskning viser sig vellykket, kan avatarterapi revolutionere den måde, millioner af mennesker behandles på. mennesker med psykose i en anden verden.

Delfin svømmeklub

Siden 70'erne har nogle forskere beskrevet de positive terapeutiske virkninger af svømning med delfiner, især for handicappede. Men den såkaldte delfin terapi det har sine ulemper. For det første kan det være for dyrt for mange mennesker. For det andet er ideen om, at folk går ind i puljer af fangede dyr, blevet kritiseret som grusom af miljøforkæmpere. Hollandske Marijka Schöllema kom med ideen om at vende sig til virtual reality-teknologi. Skabt af hende Delfin svømmeklub tilbyder en 360-graders virtual reality-oplevelse. Projektet bruger i øjeblikket en Samsung S7-smartphone monteret på dykkerbriller med 3D-printede elementer til at skabe et improviseret virtual reality-headset.

Virtual reality-teknologier er ideelle til håndtere angstlidelser. En af de mest effektive metoder er eksponeringsterapi - patienten udsættes for et irritationsmiddel, der forårsager angst, men alt sker under strengt kontrollerede forhold, hvilket giver en følelse af sikkerhed. Virtual reality giver dig mulighed for at møde frygten for åbent rum, nærhed eller at flyve. En person kan stå over for en vanskelig situation for ham, mens han indser, at han ikke rigtig deltager i den. I undersøgelser, hvor højdeskræk blev behandlet, sås forbedring hos 90 % af patienterne.

Brugen af ​​VR i neurologisk genoptræning kunne være en mulighed for slagtilfælde patientergiver dem mulighed for at opnå hurtigere terapeutiske resultater og vende tilbage til det normale liv. Det svenske firma MindMaze har skabt en platform baseret på viden inden for neurorehabilitering og kognitionsvidenskab. Patientens bevægelser spores af kameraer og vises som en 3D-avatar. Derefter vælges interaktive øvelser individuelt, som efter en passende række gentagelser stimulerer reaktivering af beskadigede neurale forbindelser og aktivering af nye.

Forskere fra USA, Tyskland og Brasilien offentliggjorde for nylig resultaterne af en undersøgelse, hvor otte patienter med paraplegi (lammelse af lemmer) blev behandlet med et VR-kit og et eksoskelet. Virtual reality simulerede motorisk aktivitet, og eksoskelettet bevægede patienternes ben i overensstemmelse med hjernens signaler. Alle patienter i undersøgelsen genvandt en vis fornemmelse og kontrol over bevægelsen under den skadede rygmarv. Så der var en betydelig regenerering af neuroner.

Startup Brain Power har lavet et værktøj støtte til mennesker med autisme. Dette er et forbedret Google Glass – med speciel software, der bruger f.eks. følelsesgenkendelsessystem. Softwaren indsamler adfærdsdata, behandler dem og giver feedback i form af enkle, forståelige visuelle og vokale signaler til bæreren (eller omsorgspersonen). Denne type udstyr hjælper børn med autisme med at lære sprog, styre adfærd og udvikle sociale færdigheder – for eksempel tyder det en anden persons følelsesmæssige tilstand og derefter på et display, ved hjælp af humørikoner, "fortæller" barnet, hvad den anden person siger. føles.

Til gengæld er projektet designet til at bringe levende minder tilbage mennesker, der kæmper med demens. Dette gøres gennem en række sjove øvelser ved hjælp af digital teknologi og 3D-briller. Det er et forsøg på at genkalde minder baseret på væsentlige begivenheder, som en person med demens kan have oplevet i løbet af deres levetid. Designerne håber, at dette vil tjene som en anledning til at forbinde med andre mennesker og forbedre dit velvære. Testene beskrevet af The Guardian skabte en virtual reality-simulering baseret på kroningen af ​​dronning Elizabeth II i 1953, beregnet til indbyggere i Storbritannien. Begivenheden blev genskabt ved hjælp af malerier, skuespillere, tidstypiske kostumer og repræsentative rekvisitter. Baggrunden var Islington Street i det nordlige London.

Californien-baserede startup Deep Stream VR, som tager patienter ind i en virtuel verden, hvor de kan "fordybe sig", mens de ser heltens eventyr, har opnået effektivitet til at reducere smerte omkring 60-70%. Løsningen viste sig at være effektiv ved forskellige typer medicinske procedurer, lige fra tandbehandlinger til forbindingsskift. Dette er dog ikke det mest berømte koncept for virtuel smerte i verden.

I mere end to årtier har VR-pionerer og malere Hunter Hoffman og David Patterson, forskere ved University of Washington, bevist VR's unikke evne. lindring af akutte smerter. Deres seneste kreation virtuel verden som tager patientens opmærksomhed fra smerte til et iskoldt virtuelt miljø badet i koldt blåt og hvidt. Den syge mands eneste job der er... at kaste snebolde mod pingvinerne. Mærkeligt nok taler resultaterne for sig selv – mennesker med forbrændinger oplevede 35-50 % mindre smerter, når de blev nedsænket i VR end med en moderat dosis smertestillende medicin. Ud over børnehospitalpatienter arbejdede forskerne også med tidligere amerikanske soldater, der fik kampforbrændinger og kæmpede med posttraumatisk stresssyndrom (PTSD).

Billede fra en VR-applikation designet til at behandle forbrændinger.

Kræften fanget med det samme

Det viser sig, at virtualiseringsteknikker endda kan hjælpe med tidlig opdagelse af kræft. Tumordetektion ved hjælp af et standardmikroskop er en kompleks og tidskrævende proces. Google Research blev dog introduceret i april 2018. AR mikroskopsom er i stand til at identificere kræftceller i realtid med yderligere hjælp fra maskinlæring.

Over kameraet, som interagerer med AI-algoritmen, er en AR-skærm (augmented reality), der viser data, når et problem opdages. Med andre ord leder mikroskopet efter kræftceller, så snart du putter en prøve i det. Systemet kan i sidste ende bruges til at diagnosticere andre sygdomme som tuberkulose og malaria.

AR mikroskop, der registrerer patologiske forandringer

Fortjeneste er ikke længere helt virtuel

Sidste år anslog analysefirmaet Grand View Research værdien af ​​det globale marked for VR- og AR-løsninger inden for medicin til 568,7 millioner dollars, hvilket repræsenterer en årlig vækstrate på 29,1 %. Ifølge analytikere skulle dette marked overstige 2025 milliarder dollars i 5. En sådan hurtig vækst i denne sektor skyldes den progressive udvikling af virtual og augmented reality hardware og software, samt introduktionen af ​​teknologier til nye områder inden for medicin.

Delfinoterapi VR: 

Trailer Wild Dolphin UnderwaterVR

Cancercelledetektionsrapport fra AR:

Kræftdetektion i realtid med maskinlæring