ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ В СИСТЕМЕ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ

APPLICATIONS OF VIRTUAL REALITY TECHNOLOGIES IN THE HEALTHCARE

Ksenia Varlamova

Student, Astrakhan State University, Russia, Astrakhan

Аннотация. В статье приведены различные направления использования технологий виртуальной реальности (VR) в системе здравоохранения, описано их влияние на структуру мозга и когнитивные способности. Рассмотрены важные медицинские приложения технологий виртуальной реальности, которые значительно помогают врачам и студентам. Кроме того, VR-технологии могут быть полезны пожилым людям, страдающим снижением когнитивных способностей и социальной изоляцией, могут способствовать нейрореабилитации пациентов с инсультом или черепно–мозговой травмой, и даже могут быть важным компонентом для замены утраченных функций с помощью соответствующего нейроинтерфейса (BCI) – системой, созданной для обмена информацией между мозгом и роботизированными устройствами.

Abstract. The article presents various directions of using virtual reality (VR) technologies in the healthcare system, describes their impact on brain structure and cognitive abilities. Important medical applications of virtual reality technologies that significantly help doctors and students are considered. In addition, VR technologies can be useful for elderly people suffering from cognitive decline and social isolation, can contribute to the neurorehabilitation of patients with stroke or traumatic brain injury, and can even be an important component for replacing lost functions using the appropriate brain–computer interface (BCI) - a system designed to exchange information between the brain and robotic devices.

Ключевые слова: виртуальная реальность, дополненная реальность, цифровизация, здравоохранение, терапия.

Keywords: virtual reality, augmented reality, digitalization, healthcare, therapy.

Стремительное развитие цифровых технологий затронуло многие сферы нашей жизни. Появление различных технологий открывает новые горизонты и возможности, изменяет целые отрасли, разрушает устоявшиеся нормы. Развитие технологий виртуальной реальности также оказало значительное влияние на систему здравоохранения. Виртуальная реальность используется во многих областях здравоохранения, в самых разных направлениях. К ним относятся медицинская подготовка, как для практикующих врачей, так и для студентов, лечение пациентов, информирование людей о заболевании, состоянии здоровья или процессе.

Любая медицинская ситуация может быть смоделирована с помощью виртуальной реальности, чтобы студенты могли справиться с ней в реальной жизни. Затем студенты получают обратную связь и подведение итогов их подготовки, чтобы они могли учиться на собственных ошибках, если таковые появятся. Компания Medical Augmented Intelligence (США) создает образовательные AR/VR-инструменты для врачей и студентов-медиков. Приложение BodyMap («Карта тела»), представленное на рисунке 1, помогает студентам и специалистам изучать тщательно детализированную, иммерсивную модель человеческого тела, а также повышать знания о различных системах организма и практиковать свои хирургические навыки [1].

Рисунок 1. Приложение для обучения врачей и студентов «BodyMap»

Виртуальная реальность может быть использована для того, чтобы помочь медикам визуализировать человеческое тело изнутри. Вскрытие трупов, которое было нормой для каждого нового студента-медика, уступило место изучению анатомии человека с помощью виртуальной реальности. Компьютерная графика позволила воссоздать любую часть тела в мельчайших деталях, с предельной точностью до реальности. Кроме того, обучение может быть предложено с использованием сценариев, которые точно имитируют обычные хирургические ситуации.

Например, реальные хирургические процедуры могут быть сначала сняты с разных ракурсов с потрясающим качеством, а затем объединены с моделями оперируемого участка тела, чтобы студент мог "оперировать" в виртуальной реальности. Компания FundamentalVR (Великобритания) разрабатывает тактильные VR-тренажеры (см. рисунок 2), которые позволяют хирургам практиковать и оттачивать свои навыки. Реалистичные модели с эффектом вибрации дают врачам ощущение того, что они держат в руках настоящие инструменты. В сочетании с виртуальной реальностью FundamentalVR предоставляет врачам реалистичную VR-платформу для изучения операций и их практики.

Рисунок 2. Приложение для хирургов от FundamentalVR

Высокая стоимость таких виртуальных сред, включая стоимость мониторов, программирования и других инструментов, необходимых для такого обучения, возможно, может быть компенсирована за счет включения большего числа студентов в каждую программу. Тем не менее, результаты явно превосходят ожидания, благодаря более точным знаниям, полученным в результате использования виртуальной реальности, отмечается в статье [2].

Возможность видеть человеческое тело изнутри в виртуальной реальности полезна не только врачам, но и пациентам. Виртуальная реальность позволяет пациентам пройти через их хирургический план, виртуально войдя в специфичную для пациента 360-градусную виртуальную сцену их анатомии и патологии. Это обеспечивает максимальную безопасность за счет минимизации неожиданностей. Данные собираются с помощью компьютерной томографии, МРТ и ультразвукового сканирования, которые дополняются виртуальной реальностью и тактильными ощущениями. В моделируемой сцене человек выглядит и ощущает себя как настоящий пациент, когда он находится в хирургическом кабинете.

Уникальная способность виртуальной реальности создавать эффект присутствия в моделируемой среде может быть использована для создания мощных симуляций, в которых возникают психологические трудности. Например, пациенты с психическими расстройствами, страдающие фобиями, также находят виртуальную реальность очень полезной, как и их терапевты. Для лечения пациентов с агорафобией или акрофобией соответствующая ситуация может быть воссоздана в собственном центре терапевта, чтобы помочь клиенту постепенно справиться с ней. То же самое относится и к посттравматическому стрессовому расстройству (ПТСР).

VR-технологии могут быть полезны пожилым людям страдающим снижением когнитивных способностей и социальной изоляцией, использоваться при борьбе с потерей памяти, помощи детям с аутизмом в классе и сбора данных для исследований деменции. могут способствовать нейрореабилитации пациентов с инсультом или черепно–мозговой травмой.

Применение и развитие VR-технологий в системе здравоохранения сдерживают некоторые факторы: наличие противопоказаний у ряда пациентов (тошнота, головокружение, боли в шейном отделе позвоночника и др.), детализация графических и визуальных моделей, точность совмещения виртуальной и физической реальности, статичность, а также недостаточный объем клинических исследований и испытаний с позиций доказательной медицины. Другие причины — значительное разнообразие технических средств и программного обеспечения, а также отсутствие стандартизации [3].

Проведенный анализ показал, что эти технологии позволяют добиваться существенных положительных результатов и являются перспективными. В то же время они не заменяют существующих методов профилактики, лечения и реабилитации, а служат их дополнением, помогающим врачам и пациентам, студентам и профессорско-преподавательскому составу образовательных организаций в части повышения качества медицинской помощи, приобретения профессиональных компетенций и образования.