Virtualna resničnost v medicini >> Uporaba in perspektive
Objavljeno: 12.01.2024 | Čas branja: 8 minut
Okoli 80 organov, 200 kosti in več kot 1000 kilometrov krvnih žil - človeško telo je neverjetno zapleteno. Zdravniki se morajo v tem sistemu dobro znajti, prepoznati posamezne komponente in jih natančno razlikovati. Od tega je odvisno zdravje in pogosto tudi življenje njihovih pacientov.
V medicini se tako pojavi virtualna resničnost (VR). Z realističnimi simulacijami VR lahko zdravniki in medicinsko osebje izboljšajo svoje spretnosti in izkušnje ter virtualno trenirajo zapletene medicinske scenarije, da lahko v resnični klinični praksi delujejo učinkoviteje in varneje.
Ta tehnologija je že našla daljnosežno uporabo v medicini: Izboljšuje usposabljanje medicinskega osebja, omogoča natančnejše diagnoze s 3D slikanjem, služi kot učinkovita protibolečinska terapija in podpira rehabilitacijo. V psihoterapiji VR pomaga pri zdravljenju anksioznih motenj in posttravmatske stresne motnje. Zdravljenje na daljavo z VR omogoča dostop do zdravstvene oskrbe na oddaljenih območjih. VR spodbuja tudi izobraževanje bolnikov, podpira raziskave s simulacijami in omogoča vpogled v molekularni svet farmacevtskih raziskav.
Nekatera od teh področij bodo podrobneje obravnavana v nadaljevanju tega besedila. Na splošno pa lahko rečemo, da virtualna resničnost impresivno prispeva k izboljšanju oskrbe bolnikov, usposabljanja in raziskav v medicini - pod pogojem, da obstajajo sredstva in volja za njeno uporabo.
Kaj je navidezna resničnost?
VR je računalniško ustvarjena resničnost, ki s pomočjo posebnih očal in tehnologij omogoča bolj poglobljeno izkušnjo. Navidezna resničnost ustvarja umetno okolje, ki z vizualnimi, zvočnimi in včasih tudi haptičnimi dražljaji ustvarja navidezno resnično izkušnjo.
Eno od področij, na katerem je posodobitev programov usposabljanja in nadaljnjega izobraževanja praktično nujna, je medicina. Po podatkih Svetovne zdravstvene organizacije (WHO) bo do leta 2030 po vsem svetu potrebnih več kot 40 milijonov novih zdravstvenih delavcev (vključno z zdravniki in medicinskimi sestrami). Tega ni več mogoče izpolniti z običajnim modelom usposabljanja, pri katerem učitelji poučujejo v polnih predavalnicah.
V tem kontekstu virtualna resničnost (VR) ponuja učinkovit in uspešen način za izboljšanje izobraževanja in usposabljanja. Študija družbe Accenture Consulting je na primer pokazala, da študenti medicine po usposabljanju v VR za 70 odstotkov bolje ohranijo snov in so na splošno bolj zavzeti.
Zakaj se VR že dolgo ne uporablja?
Do zdaj so stroški razvoja in prilagajanja programske opreme potrebam medicinskega sektorja ovirali njeno široko uvedbo, vendar se to spreminja. Več ponudnikov programske opreme VR na primer že razvija posebne vsebine VR, kot so simulacije usposabljanja, v sodelovanju z različnimi zdravstvenimi ustanovami in podjetji, strokovnjaki za VR, kot je HTC VIVE, pa zagotavljajo ustrezno strojno opremo.
V študijskem programu: interaktivno učenje na 3D modelu
Možnosti uporabe se začnejo že pri študiju medicine, za katerega so še vedno pogosto značilna teoretična predavanja in dvodimenzionalne ilustracije v učbenikih. Uporaba VR zdaj omogoča fascinantne 3D vizualizacije, ki jasneje ponazarjajo človeško anatomijo in tako pomagajo pri učenju anatomije. Študenti lahko fiziološka načela in notranje procese človeškega organizma doživijo na vizualno otipljiv način. Namesto dolgočasnega frontalnega poučevanja ta inovativna oblika učenja omogoča očarljivo potovanje po človeškem telesu in interaktivno sodelovanje z vsebino, pri čemer si je mogoče organe ogledati z različnih zornih kotov. Ta potopitvena izkušnja zagotavlja praktična spoznanja, ne da bi pri tem ogrozila varnost bolnikov.
Praktične simulacije za zdravstveno osebje
Vendar pa uporaba navidezne resničnosti samo v študijah še zdaleč ne izkoristi vseh njenih možnosti. Za zdravnike in drugo medicinsko osebje je na primer bistveno, da vedno znova ponavljajo določene postopke, da bi vadili ustrezne postopke in spretnosti ter jih lahko priklicali s pritiskom na gumb. VR se lahko uporablja za simulacijo realističnih vsakodnevnih scenarijev, pa tudi malo verjetnih, a možnih ekstremnih situacij. Zdravstveno osebje ima tako priložnost, da v varnem virtualnem okolju vadi za resnične nujne primere in izvaja najrazličnejše scenarije, dokler se ne nauči pravih potez. Na ta način je mogoče uriti spretnosti in znanje brez vključevanja bolnikov ali drage opreme.
Prihodnost kirurškega usposabljanja
Zlasti pri kirurškem usposabljanju se bodoči kirurgi trenutno še vedno usposabljajo na darovalcih človeških teles. Vendar virtualna resničnost odpira dodatne možnosti za realistične kirurške simulacije za usposabljanje kirurških korakov in tehnik. Zdravniki lahko v virtualnih okoljih poljubno pogosto ponavljajo različne tehnike in postopke, hkrati pa v realnem času doživljajo učinke svojih odločitev, kar jim omogoča, da ciljno in stalno izboljšujejo svoje razumevanje in spretnosti. Ta inovativni pristop obeta napredek pri kirurškem usposabljanju.
Uporaba virtualne resničnosti (VR) ima številne praktične aplikacije. Od podrobne priprave kirurških posegov do inovativnih pristopov pri zdravljenju duševnih bolezni in interaktivnega izobraževanja bolnikov - VR odpira nova obzorja v svetu medicine. Te aplikacije so podrobneje obravnavane v naslednjih razdelkih.
Uporaba virtualne resničnosti (VR) v kirurgiji in načrtovanju kirurških posegov lahko revolucionarno izboljša natančnost posegov. Kirurgi lahko s tehnologijami VR ustvarijo realistične 3D-modele telesa in pridobijo podroben vpogled v njegove anatomske strukture.
Realistična predstavitev slik in podatkov
Zdravniki pred operacijo prejmejo veliko podatkov, ki jih je mogoče pametno vizualizirati s pomočjo VR. Tehnologija omogoča združevanje potrebnih podatkov s slikami in njihov realističen prikaz. Raziskave so razvile celo postopke za pretvorbo slik iz računalniške tomografije, ki so bile prvotno prikazane v dveh dimenzijah, v tridimenzionalne virtualne prostore v realnem času.
To kirurgom omogoča, da si operirani del telesa ogledajo z različnih kotov in ga poljubno pogosto obračajo. Tako lahko virtualno simulirajo in vadijo tudi najzahtevnejše posege, kar povečuje njihovo znanje in samozavest. Ta pristop omogoča tudi vnaprejšnje prepoznavanje in analiziranje morebitnih izzivov.
VR omogoča tudi sodelovanje kirurgov prek geografskih meja. Strokovnjaki lahko združijo moči v virtualnih operacijskih dvoranah, kjer razpravljajo o zapletenih primerih in delijo svoje strokovno znanje. To spodbuja izmenjavo znanja in omogoča nenehno izpopolnjevanje v globalnem medicinskem kontekstu.
Čezmejno sodelovanje in operacije na daljavo
Zahvaljujoč razširjeni resničnosti in tehnologiji 5G je že mogoče izvajati tako imenovane operacije na daljavo, pri katerih kirurgi sodelujejo pri operaciji virtualno in v realnem času z druge lokacije. Tako lahko na primer pomagajo pri strokovnem znanju ali celo z očali VR rišejo virtualne črte za vmesnik. Prvi korak v novo dobo medicine!
Vključevanje virtualne resničnosti v kirurgijo in kirurško načrtovanje na splošno odpira nove možnosti za natančnejše, varnejše in učinkovitejše medicinske posege. Uporaba te tehnologije ne obljublja le napredka pri usposabljanju, temveč tudi nenehno izboljševanje oskrbe bolnikov z inovativnim načrtovanjem in izvajanjem operacij.
Virtualna resničnost (VR) se je uveljavila kot obetavno orodje za diagnosticiranje in zdravljenje duševnih bolezni. Na tem področju potopitvena narava VR terapevtom odpira nove možnosti za oblikovanje učinkovitih intervencij.
Inovativni terapevtski pristopi: Terapija z virtualno izpostavljenostjo
Pri zdravljenju fobij, posttravmatske stresne motnje (PTSM) in anksioznosti VR omogoča nadzorovano simulacijo sprožilnih situacij. Terapevti lahko ustvarijo prilagojena virtualna okolja, v katerih se lahko pacienti soočijo s svojimi strahovi in jih obvladujejo. Ta terapevtski pristop, znan kot virtualna izpostavitvena terapija, zagotavlja varno in nadzorovano okolje, v katerem se pacient postopoma spopada s stresnimi situacijami.
VR omogoča tudi boljše spremljanje in prilagajanje zdravljenja. Z vključitvijo senzorjev v sisteme VR lahko terapevti v realnem času spremljajo fiziološke odzive pacientov. To omogoča natančnejše prilagajanje terapije individualnim potrebam in napredku vsakega pacienta.
Virtualni trener za terapijo socialne vključenosti
Še eno pomembno področje uporabe VR je terapija za socialno vključenost, ki pomaga ljudem s socialno anksiozno motnjo. Pri tem si bolniki nadenejo slušalke VR in komunicirajo z virtualnim trenerjem, ki od njih zahteva, da opravijo različne socialne naloge.
Ta terapija se je izkazala za učinkovito pri premagovanju socialne anksioznosti in ponuja avtomatiziran način podpore udeležencem, ne da bi bil pri tem fizično prisoten usposobljen zdravnik.
V Združenem kraljestvu terapijo socialne vključenosti že uporablja Nacionalna zdravstvena služba (NHS), ponujajo pa jo tudi zasebni ponudniki zdravstvenih storitev. Druge klinične študije, ki jih podpira VR, se osredotočajo na zdravljenje strahu pred višino, posttravmatske stresne motnje, depresije in obsesivno-kompulzivne motnje. Avtomatizirana narava te terapije pomeni velik napredek, saj lahko seanse vodi usposobljeno osebje, ki lahko nastavi slušalke VR.
Most med resničnostjo in terapevtsko intervencijo
Uporaba virtualne resničnosti v psihiatriji se razteza tudi na usposabljanje terapevtov. Psihologi pripravniki lahko z uporabo virtualne resničnosti doživijo realistične situacije in razvijajo svoje spretnosti pri obravnavi različnih stanj duševnega zdravja.
Vključevanje VR v diagnosticiranje in zdravljenje duševnih bolezni na splošno odpira inovativne načine za učinkovito podporo bolnikom in izboljšanje rezultatov zdravljenja. Virtualna resničnost ustvarja most med resničnim svetom in terapevtsko intervencijo, kar lahko poveča učinkovitost in dostopnost oskrbe duševnega zdravja.
Drugo pomembno področje uporabe virtualne resničnosti (VR) v medicinski praksi je izobraževanje in oskrba bolnikov. Virtualna resničnost omogoča bolnikom, da kompleksne medicinske informacije doživijo na nazoren in razumljiv način.
Z očali za navidezno resničnost si lahko bolniki ogledajo interaktivne 3D modele svojega telesa in tako bolje razumejo svoje stanje. To je še posebej koristno v primerih zapletenih anatomskih razmerij ali kirurških posegov, saj so bolniki bolje obveščeni in lahko sprejemajo premišljene odločitve o svoji zdravstveni oskrbi.
VR omogoča tudi vnaprejšnjo vizualizacijo medicinskih postopkov in terapij, saj je potopljiva. Paciente je mogoče virtualno voditi skozi različne faze postopka, kar zmanjšuje tesnobo in spodbuja zaupanje v medicinski postopek. To prispeva k boljši izkušnji bolnikov in povečuje sodelovanje pri upoštevanju načrtov zdravljenja ter aktivno vključevanje bolnikov v upravljanje lastnega zdravja.
VR ponuja tudi možnost, da se pacienti znajdejo v virtualnih okoljih, ki lahko pozitivno vplivajo na njihovo duševno zdravje. Sproščujoče scenarije ali virtualne sprehode je mogoče uporabiti kot podporne elemente pri zdravljenju, zlasti med dolgotrajnim zdravljenjem ali pri rehabilitaciji.
Uporaba virtualne resničnosti (VR) in razširjene resničnosti (AR) odpira zanimive perspektive pri zdravljenju bolečine. Prelomni napredek teh tehnologij odpira inovativne načine za nadzor in obvladovanje bolečine. Ena od temeljnih aplikacij je odvračanje pozornosti od bolečinskih občutkov.
S tem, ko bolnike potopimo v virtualne svetove ali v njihovo realno okolje vključimo računalniško ustvarjene elemente (AR), preusmerimo njihovo pozornost, kar lahko pripomore k zmanjšanju zaznavanja bolečine.
Potapljanje v virtualne svetove za odvračanje pozornosti od bolečine
Študije v Chelsea and Westminster Hospital NHS Foundation Trust so na primer pokazale, da so aplikacije VR še posebej učinkovite pri lajšanju tesnobe in bolečine pri otrocih na oddelkih za nesreče in nujne primere. Mladi pacienti z očali za navidezno resničnost vstopijo v virtualni prostor in si med potencialno bolečim zdravljenjem ogledajo slike sproščujočega kraja ali sledijo vodeni meditaciji.
Drug obetaven pristop je uporaba VR in AR za sprostitev in zmanjšanje stresa. Navidezna okolja so lahko zasnovana tako, da delujejo sproščujoče in pomirjujoče. Pomirjujoči zvoki in potopitvena doživetja ne spodbujajo le sprostitve, temveč tudi zmanjšujejo raven stresa, kar lahko pozitivno vpliva na procesiranje bolečine.
Ti pozitivni rezultati se nanašajo tudi na enote intenzivne nege, kjer so opazili izboljšanje kakovosti spanja.
Prilagojene vizualizacije za bolj pozitivna čustva
Te tehnologije ponujajo tudi priložnost za vključitev fizioterapije in gibalnega treninga. Interaktivne vaje in igre v virtualni resničnosti omogočajo bolnikom, da se osredotočijo na terapevtske gibe in hkrati uživajo v virtualnem okolju. Z zagotavljanjem zahtevnih nalog ali iger se bolnikova pozornost osredotoči na kognitivne dejavnosti, kar lahko zmanjša zaznavanje bolečine.
VR omogoča tudi terapevtske vizualizacije, v katerih lahko bolniki doživijo pozitivne scenarije. Med vizualizacijo je poudarek na pozitivnih čustvih, sprostitvi in spodbujanju duševnih virov. Takšna oblika vadbe mentalnih podob lahko spodbuja obvladovanje bolečine in pozitivno vpliva na odnos do bolečine. Personalizirana narava terapevtske vizualizacije terapevtom omogoča, da virtualno okolje in spremljajoče elemente prilagodijo glede na bolnikove individualne potrebe in cilje.
Nenehni napredek tehnologije navidezne resničnosti pomembno vpliva na medicinsko področje. Napredna očala in simulacije VR omogočajo natančnejše kirurške posege in bolj realistične scenarije usposabljanja. V kombinaciji z integracijo haptike in 3D vizualizacije je kirurgom na voljo potopno okolje za natančno načrtovanje kirurških posegov.
Hkrati sta vse pomembnejša AR (razširjena resničnost) in MR (mešana resničnost). Te tehnologije povečujejo resničnost z digitalnimi informacijami in odpirajo nove možnosti pri diagnosticiranju, na primer s prikazovanjem kompleksnih medicinskih slik neposredno v zdravnikovem vidnem polju.
Varstvo podatkov in etika: iskanje ravnovesja
Vendar pa se pri uvajanju navidezne resničnosti v medicini pojavljajo tudi pomembna vprašanja glede varstva podatkov in etike. Ni dvoma, da je treba podatke o pacientih v virtualnih okoljih skrbno varovati. Hkrati so potrebne jasne smernice za ravnanje s temi občutljivimi informacijami.
Pri simulaciji medicinskih scenarijev ima pomembno vlogo tudi etika, zlasti pri realističnem prikazu bolnikov in posegov. Konec koncev, kako verodostojne in podrobne so lahko simulacije? Kako verodostojni so lahko virtualni pacienti, da ne bi bili podobni resničnim pacientom?
Gre za uravnoteženo delovanje. Po eni strani čim bolj realistične simulacije izboljšujejo usposabljanje, po drugi strani pa je treba spoštovati etične meje, da bi ohranili določeno občutljivost do bolnikov in svojcev. Skrbna preučitev koristi in tveganj ter izčrpna razprava in jasne smernice so zato bistvenega pomena za etično odgovorno uporabo pozitivnega potenciala virtualne resničnosti v medicini.
Stroški in dostopnost ostajajo izziv
Pri široki uporabi VR v medicini so stroški in dostopnost izzivi, ki jih je treba premagati kljub napredku tehnologije. To še posebej velja, ker lahko nakup sodobne, visokokakovostne opreme VR in celovito usposabljanje osebja - odvisno od želene uporabe - zahtevata znatne naložbe.
Izziv je torej najti stroškovno učinkovite rešitve, da bi tudi manjše klinike, podeželski zdravstveni centri in ustanove z omejenimi sredstvi lahko izkoristili najsodobnejše tehnične možnosti.
Obstaja že več primerov uporabe virtualne resničnosti v medicinski praksi. Z virtualno resničnostjo se že eksperimentira marsikje, zlasti na področju medicinskega izobraževanja/usposabljanja in zdravljenja duševnih motenj.
> Univerzitetna bolnišnica Ulm: kirurško usposabljanje na virtualnem srcu
Univerzitetna bolnišnica Ulm je na primer ustvarila virtualno tridimenzionalno človeško srce, na katerem lahko zdravniki pripravniki vadijo vstavljanje umetne mitralne zaklopke. 3D očala omogočajo prostorski pogled na notranjost srca med minimalno invazivno kirurgijo srca, kar omogoča, da se okvarjene srčne zaklopke operirajo prek majhne dostopne točke, ki se nadzoruje prek zaslona.
> Univerza Chemnitz: Simulacija operacijskega bloka z mešano resničnostjo
Na Univerzi v Chemnitzu pa lahko kirurgi pripravniki v mešani resničnosti vadijo vstavljanje kolčne proteze. Čeprav delujejo v virtualnem prostoru, uporabljajo resnične instrumente in prejemajo tudi haptične povratne informacije. To je zato, ker je vrtanje luknje, v katero bo kasneje vstavljena proteza, eden od najbolj kritičnih trenutkov operacije. Z ustrezno manipuliranim rezkalnim strojem v realnem svetu v kost izvrtajo potreben kanal in skozi očala za navidezno resničnost vidijo, kako virtualni rezkalni stroj vrtlje v kost, medtem ko oni premikajo robotsko roko. Stroj za rezkanje sam simulira nastale gibe bolnikovega telesa, tako da drsi in vibrira. Podobno kot vrtalni stroj, ki vrtlje v steno.
> V ZDA: zdravljenje fobij s tehnologijo VR
V Združenih državah Amerike deluje Medicinski center za virtualno resničnost, ki je specializiran za zdravljenje fobij z uporabo tehnologije VR. Tam zdravijo fobije, kot so strah pred letenjem, strah pred višino, klavstrofobija, arahnofobija, panične motnje ali posttravmatska stresna motnja. Bolniki se v virtualnih svetovih naučijo nadzorovati svoj strah, zdravljenje pa je postopno. Podobno kot v bolnišnici Massachusetts General Hospital se pacienti v virtualnem svetu počasi in postopoma soočajo s svojimi strahovi. VR omogoča, da se zdravljenje prilagodi potrebam in napredku vsakega posameznega bolnika.
> King's College: Terapija paranoje v virtualnem baru
V Londonu potekajo tudi raziskave o uporabi virtualne resničnosti pri zdravljenju fobij. Inštitut za psihiatrijo King's College Institute of Psychiatry se med drugim osredotoča na terapijo paranoje. Pri tej terapiji pacienti vstopijo v virtualni bar, v katerem morajo sodelovati z umetno upodobljenimi avatarji. Psihologi te avatarje uporabljajo kot posrednike za komunikacijo z bolniki. V tem simuliranem okolju morajo pacienti premagati socialno anksioznost, medtem ko se drugi obiskovalci virtualnega bara v ozadju pogovarjajo ali se norčujejo iz njih. Namen tega inovativnega pristopa je pripraviti paciente na resnične družbene situacije in jim pomagati, da uspešno premagajo svoje strahove.
Pri uporabi rešitev navidezne resničnosti v medicini je treba skrbno in premišljeno izbrati pravo strojno in programsko opremo. Tukaj je pet nasvetov za doseganje najboljših možnih rezultatov:
Klinična validacija in dokazi: Pri izbiri sistemov VR za uporabo v medicini je ključno, da so klinično validirani in temeljijo na dokazih. Izdelki morajo biti podprti z rezultati raziskav in pozitivnimi kliničnimi rezultati, da se zagotovita njihova učinkovitost in varnost.
Prijaznost do uporabnika in integracija: Prijaznost rešitve VR do uporabnika je ključnega pomena. Omogočiti mora nemoteno vključevanje v obstoječe medicinske procese, da se omogoči nemotena uporaba v kliničnem okolju. Prednost sta intuitiven uporabniški vmesnik in preprosto upravljanje.
Prilagodljivost različnim aplikacijam: Izbrana rešitev VR mora biti dovolj prilagodljiva, da lahko podpira različne medicinske aplikacije. Tehnologija VR mora biti prilagodljiva in vsestranska, ne glede na to, ali gre za načrtovanje kirurških posegov, usposabljanje zdravstvenega osebja ali zdravljenje bolnikov.
celoviti programi usposabljanja: Vlagajte v celovite programe usposabljanja za zdravstveno osebje. Za uspešno integracijo VR ni potrebna le visokokakovostna tehnologija, temveč tudi usposobljeno osebje, ki lahko tehnologijo učinkovito uporablja.
Zagotovite varstvo podatkov in varnost: Prepričajte se, da izbrana rešitev VR upošteva stroge smernice za varstvo podatkov in izpolnjuje najvišje varnostne standarde. Medicinski podatki so izjemno občutljivi, zato mora biti zaščita informacij o pacientih najpomembnejša prednostna naloga
Prihodnost virtualne resničnosti (VR) v medicini ne obeta le zanimivega tehnološkega napredka in zanimivih inovacij, temveč bi lahko tudi spremenila način razumevanja in zagotavljanja zdravstvene oskrbe.
> Vključevanje umetne inteligence in analiz podatkov
V prihodnjih letih bi lahko prišlo do revolucije na področju haptike in tehnologije senzorjev v sistemih navidezne resničnosti. Napredek te tehnologije bi omogočil bolj realistično in natančno interakcijo z virtualnimi okolji, zlasti pri zapletenih medicinskih simulacijah, kot so kirurški posegi in diagnostični postopki.
> Integration von KI und Datenanalysen
Kombinacija umetne inteligence (AI) in navidezne resničnosti bi lahko omogočila prilagojeno in učinkovitejšo zdravstveno oskrbo. Analiza podatkov v realnem času bi lahko pomagala razviti prilagojene terapevtske pristope in optimizirati proces kliničnega odločanja. Potencialni razvoj tehnologije VR ne bo vplival le na klinično prakso, temveč bo imel tudi daljnosežne posledice za medicinske raziskave.
> Raziskave in razvoj
Pričakuje se, da bo VR imela ključno vlogo pri pospeševanju raziskovalnih in razvojnih procesov v medicini. Od razvoja zdravil in anatomskih raziskav do simulacije zapletenih mehanizmov bolezni bi lahko tehnologije VR odprle nove poti za inovacije.
> Spremljanje na daljavo in telemedicina
Vključitev navidezne resničnosti v medicinsko prakso bi lahko odprla vrata boljšim oblikam spremljanja na daljavo in telemedicine. Virtualna posvetovanja, kirurški posegi na daljavo in možnost oskrbe bolnikov v virtualnih okoljih bi lahko razširili dostopnost zdravstvene oskrbe in dosegli zlasti bolnike na oddaljenih območjih.