Медицина, сверхспособности и дополненная реальность

Медики и ученые со всего мира обсуждают возможности применения иммерсивных технологий в медицине, в частности – хирургии и плановом лечении больных.

В ходе конференции по цифровой ортопедии, проводившейся в Сан-Франциско, основной темой которой было представление медицинской профессии к 2037 году, экспертная группа, во главе с Луи Розенбергом, рассмотрела последние клинические исследования виртуальной и дополненной реальности и критически оценила текущее состояние этой области исследований.

Изучение доступных статей и материалов позволило понять, что за последние восемнадцать месяцев дополненная реальность в медицине сделала глобальный скачок настолько вперед, что ожидаемо, AR-технологии модернизируют сферу еще до 2037 года. Розенберг прогнозирует, что к концу этого десятилетия дополненная реальность станет основным инструментом для хирургов, рентгенологов и других медработников, и поход к терапевту будет максимально эффективным — врач осмотрит вас в очках дополненной реальности.

Мы говорим о сверхчеловеческих возможностях визуализации медицинских изображений, медицинских карт, данных пациентов и другого клинического контента. Затраты, связанные с этими новыми возможностями, разумны и объяснимы, и будут быстро снижаться по мере того, как AR-оборудование дополненной реальности будет производиться в больших объемах в последующие годы.

Дополненная реальность даст врачам возможность заглянуть в пациента и увидеть признаки травмы и заболевания именно в том месте тела, где оно и находится. Конечно, уже сейчас у медиков есть возможность определять травмы, новообразования и болезни с помощью компьютерной томографии и МРТ, но для этого врачам требуется прибегать к визуализации и ментальной трансформации плоскостей. То есть, чтобы правильно оценить положение опухоли или травмы, лечащий врач должен соотнести плоское изображение с экрана с телом пациента, лежащего на столе. Да, действительно, возможности человеческого мозга невероятны и такой навык впечатляет, но хирургам требуются годы на его развитие, а также это колоссальная когнитивная нагрузка, при всем при этом, визуализация может оказаться неточной, тогда как в очках врачу требуется только взглянуть на пациента.

Благодаря очкам дополненной реальности и новым методам регистрации трехмерных снимков с полостями человеческого тела пациента, сверхсила рентгеновского зрения становится реальностью. Например, масштабное исследование, проведенное Медицинской школой Университета Тейкё в Японии, в отделении неотложной помощи, было протестировано экспериментальное медицинское оборудование с возможностью захвата данных КТ всего тела пациентов с критическими травмами и немедленного их предоставления бригаде врачей, вся команда была экипирована устройствами дополненной реальности, чтобы осмотреть пострадавшего и точно определить положение травмы. Это позволило команде максимально быстро дать точный диагноз и дать подробный план лечения, не теряя времени на перевозку пациента на рентген, КТ и МРТ, уменьшая нагрузку на изучение снимков и психические преобразования изображений.

Таким образом, дополненная реальность устраняет необходимость плоских экранов, помещая изображение в трехмерное пространство там, где это необходимо и идеально совмещено с телом пациента. Такая возможность применения дополненной реальности настолько естественна и интуитивно понятна, что, по мнению Луи Розенберга, она будет быстро принята в учебные медицинские программы и внедрена в рабочий процесс, и уже в начале 30-х годов врачи будут оглядываться на старый способ работы с клиническими изображениями, как на неуклюжий и примитивный.

Кроме рентгеновского зрения, дополненная реальность предоставит врачам вспомогательный контент, наложенный на тело пациента, в виде инфографики, показателей здоровья и данных из медкарт. Например, выполняя деликатные и крайне сложные операции, где требуется бдительность и умение работать с микро тканями, хирург будет получать навигационные подсказки, проецируемые на пациента в режиме реального времени, которые укажут на конкретное место в теле человека, где требуется точечное вмешательство. Цель заключается в том, чтобы увеличить точность действий, снизить когнитивную нагрузку на хирургов и ускорить процесс, так как многие операции зачастую длятся более пяти часов.

Идея о расширенных возможностях хирургии была мечтой исследователей дополненной реальности с тех пор, как впервые были изобретены основные технологии. Фактически, идея восходит ко времени появления первой AR-системы, разработанной в Исследовательской лаборатории BBC (AFRL) в начале 90-х годов 20-го столетия. Цель проекта заключалась в том, чтобы показать, что AR способна повысить точность человеческих возможностей в таких задачах, как хирургия.

Забегая вперед, уже сейчас можно ожидать, что дополненная реальность повлияет на все аспекты медицины, поскольку точность достигла клинически приемлемого уровня. Кроме того, уже сейчас в разработке находятся проекты, которые сделают использование AR-технологии проще и быстрее. Как уже говорилось выше, основной проблемой для любого точного приложения дополненной реальности является точная регистрация реального и виртуального мира. Касательно медицины, это означает прикрепление физических маркеров к телу пациента, что требует времени и усилий.

Исследователи из Имперского колледжа Лондона и Университета Пизы протестировали “безмаркерную” систему дополненной реальности для хирургов, которая использует камеры и ИИ для точной интеграции физического и виртуального миров. Их метод намного дешевле и проще, но не так точен, как хотелось бы. Тем не менее, это только начало — в ближайшие годы эта технология сделает хирургию с поддержкой AR жизнеспособной без необходимости использования дорогостоящих маркеров.

Кроме того, новые методы регистрации на основе камеры, выведут AR из строго контролируемых сред, таких как операционные, и перенесут их в более широкий спектр медицинских приложений.

Это подводит нас к развитию еще одной сверхспособности, которая также будет доступна врачам в ближайшем будущем — возможность заглянуть в прошлое. То есть, все 3D-изображения, полученные врачами в очках дополненной реальности, будут сохраняться в облачном хранилище, и затем их можно просмотреть, совместив с телом пациента. Например, врач может отслеживать прогресс заживления пораженных тканей, осматривая больного в AR-очках, интерактивно просматривая историю снимков, сравнивая текущее состояние пораженных тканей с предыдущими стадиями.

Уже сейчас, весь достигнутый мировыми исследователями в области медицинского использования виртуальной и дополненной реальности, является поистине захватывающим и впечатляющим, что имеет глобальное значение как для медицинской практики, так и для подготовки будущих врачей.

Дополненная реальность способна кардинально изменить практически все сферы жизни человека, не ограничиваясь только медициной или промышленностью. Сверхспособности, которые приобретает человек благодаря иммерсивным технологиям, в ближайшее время станут массовыми, в течение следующих пяти-десяти лет, улучшая все аспекты нашей повседневной жизни.