Кибермедицина — лечение без мучения

Виртуальное обучение

Новое поколение обучающих технологий и тренажеров может полностью заменить традиционные методы преподавания и изменить программу обучения, улучшив качество и сократив затраты.

Виртуальные технологии дают возможность отказаться от использования трупов в обучении. Создание трехмерного объемного изображения человеческого тела с возможностью погружения и детального рассмотрения органов сегодня обеспечивает наиболее высокое качество изучения анатомии человека.

Изначально ВР начала применяться для тренировки хирургов. И в этом направлении создано больше всего наработок на сегодняшний день, несмотря на то, что создание виртуальных тренажеров для медицинских целей очень непростая и дорогостоящая задача.

Особенность технологий ВР для обучения в медицине заключается в особой важности моделирования ощущений врача при тактильном контакте с тканями. Врачу важно не только видеть исследуемую ткань, но и ощущать взаимодействие с ней.

Необходимо воспроизводить реакцию органов на вмешательство (например, кровотечение из артерий или появление желчи при операциях на желчном пузыре), а также взаимодействие между объектами (например, хирургическим инструментом и оперируемым органом). И наконец, нужна обратная связь, характеризующая тактильные ощущения и развиваемые усилия. Сегодня уже имеется ряд тренажеров-имитаторов. Создан тренажер для оттачивания мануальных навыков, необходимых для проведения эндоскопических операций. На этом тренажере хирург водит инструментами в воздухе, а компьютер получает информацию о его движениях и совмещает их с компьютерной моделью органов. Таким образом, становится возможным доводить до совершенства технику выполнения определенных операций. Например, при проведении операций на коленном суставе традиционно хирурги набирались опыта, наблюдая за операцией, которую проводили старшие товарищи. Потом отрабатывали технику на синтетических протезах коленных суставов. Но пластик нечувствителен к ошибочным движениям хирурга, к неправильному наклону скальпеля. Обучающая виртуальная система генерирует трехмерные коленные суставы, и с помощью специального электронного устройства отслеживает действия врача на виртуальном колене. Система позволяет видеть результат и ошибки производимых врачом манипуляций. Существует тренажер для проведения лапароскопических операций. С помощью этого тренажера хирурги обучаются сложным операционным навыкам, прежде чем проводить операцию. Тренажер представляет собой систему, состоящую из хирургических инструментов, взаимодействующих с генерированным на экране изображением оперируемого органа. Система моделирует реакцию на соприкосновение с виртуальным органом, т.е. обеспечивает тактильную обратную связь. Виртуальные технологии дают возможность провести репетицию операции на конкретном пациенте. Для этого необходимо ввести в базу данных информацию, полученную при компьютерной или магниторезонансной томографии больного, и тренажер позволит провести операцию с учетом особенностей его организма. Кроме того, можно внести систему оценки проведения операции и выявить недочеты в технике хирурга. Такой подход максимально гарантирует достижение ожидаемого результата во время реальной хирургической операции.

Обучающая виртуальная система может активно и весьма перспективно использоваться в стоматологии. Эта система представляет собой трехмерные тактильные интерфейсы со стереоизображением. Используя вместо компьютерной мыши виртуальный рабочий инструмент стоматолога, студент может не только найти виртуальный объект, но и “почувствовать” его. Система способна моделировать зубы с различными свойствами эмали, мягкой пульпой, любыми другими повреждениями. С помощью такой системы студенты смогут неоднократно сверлить один и тот же зуб и даже, увеличив изображение, увидеть и оценить результаты своей работы. Виртуальная система может использоваться и для проектирования протезов.

Диагностика

Особое значение приобретает использование стереовизуализации и виртуальных систем для диагностики заболеваний. Трехмерное изображение данных томографии, рентгена, ультразвука позволяет врачу лучше обрабатывать информацию о пациенте, значительно сокращает время, повышает надежность диагностирования заболевания и принятия решения по дальнейшему лечению.

Заслуживает внимания уникальная 3D-система для визуализации ультразвуковых изображений сердца. Для работы с трехмерными изображениями служит система виртуальной реальности Barco I-Space. Ее основа — специальное помещение I-Space, на трех стенах и полу которого при помощи мультимедийных проекторов строятся изображения сердца, полученные на основе ультразвукового зондирования. Видеть изображения объемными врачу позволяют очки-поляроиды. В руках оператор держит особый манипулятор, отдаленно напоминающий компьютерный джойстик, но не нуждающийся в подставке и опоре. Поворачивая этот манипулятор, можно управлять изображением на стенах. Система позволяет врачу находиться внутри живого работающего сердца человека, произвольно выбирая срез, направление взгляда и глубину картинки. Само объемное изображение захватывается заранее при помощи эхокардиографической установки, оснащенной специальным программным пакетом для работы с 3D-изображениями. Съемка ведется 6-8 секунд, в течение которых пациента просят задержать дыхание.

Barco I-Space

Система виртуальной реальности Barco I-Space

Система CAVE создана для визуализации подробных анатомических изображений человеческого тела. Система состоит из пяти гигантских экранов, образующих замкнутое пространство вокруг человека: 4 стены и пол — это активные экраны, плюс добавлен обычный потолок. Человек полностью окружен системой. Проекторы находятся за экранами и освещают стены “пещеры”. Они дают картинку на обратные стороны экранов, образуя систему обратной проекции. Пол “пещеры” работает по принципу прямой проекции, т.е. проектор расположен сверху и передает изображение прямо на экран-пол. Система CAVE — это помещение, в котором все экраны стыкуются под прямым углом.

Pages: 1 2 3 4


Метки: болезнь Паркинсона, диагностика, лечение, операция, посттравматическое нервное расстройство, реконструкция органов, фобия

Comments are closed.