Прорывные технологии VR/AR в медицине

Виртуальная реальность открыла новый мир, в котором границы определяются уровнем технического прогресса здесь и сейчас. И этот «новый мир» даёт массу возможностей в любой сфере деятельности. Одна из таких — медицина.

Сегодня мы расскажем о самых значимых применениях VR/AR технологий в здравоохранении. Начнём с самых мощных.

Одни из первых, кто начал смотреть в сторону VR были неврологи, т. к. ряд таких болезней как инсульт, рассеянный склероз, болезнь Паркинсона, синдром Дауна и ДЦП слабо излечиваются традиционными методами, в виду их малой сенсорной активности. Нервная система просто не реагирует.

Зато технологии VR могут смоделировать любую среду, которая будет постоянно мотивировать активность через игровое взаимодействие. Во время симуляции в мозгу восстанавливаются нужные нейронные связи и человек, например, вновь начинает ходить после инсульта!

Очень яркий и воодушевляющий пример – проект CUREosity из Германии, где стимулом для работы стало личное горе основателя: сын с синдромом Дауна. Даже немецкие врачи честно признались отцу, что у них нет современных решений для таких заболеваний. Тогда Стефан сам создал такую терапию: она совмещает VR с качественным трекингом и игровой процесс, который вызывает активность психики.

В 2019-м году неврологи из Белоруссии совместно с GKeyLab провели VR -эксперимент, цель которого было увеличить объём движений у больных ДЦП.

Кроме шлема, на испытуемого одевались специальные трекеры для отслеживания. Суть заключалась в том, что пациент видел, как двигается его виртуальная рука/нога, и его мозг воспринимал это как истину. Нюанс был в том, что в реальности движения были хуже, но постепенно они подгонялись под симуляцию. То есть VR-симуляция учила их мозг, а пациент даже не осознавал, что его движения улучшаются.

Результаты были поразительными: мышечная деятельность улучшилась на 70%, а так же повседневная, бытовая активность на 53%, в то время как в контрольной группе (без VR) показатели были в 2-3 раза ниже.

GKeyLab плaнирует использовaть свой VR проект для лeчения бoльных шизофренией. Рeчь идeт oб экспeриментальной аватаротерапии, вo врeмя котoрой пациeнты взаимодействуют с виртуальным aватаром, олицeтворяющим их слуховые галлюцинации.

Медикаментозное купирование боли является проблемой, особенно в США: здесь уже много лет наблюдается чрезмерное употребление рецептурных опиатов, а также рост зависимости. Классические же обезболивающие нарушают работу ЖКТ. Потому мировое медицинское сообщество начало поиски немедикаментозного способа снижения боли.

Исследования показали, что VR-погружение отвлекает, снимает напряжённость и беспокойство, расслабляет. Это стало решением для уменьшения боли во время родов, урологических операций, сеансов химиотерапии и др.

С 2021-го года в том же США врачи рекомендуют VR-курс для пациентов с хроническими болями в пояснице. Речь идёт о системе EaseVRx от AppliedVR, которая уже прошла испытания.

Основные принципы её работы – это анализ дыхания и его коррекция дыхательными упражнениями и расслабление. Спустя 56 дней ежедневных погружений почти половина испытуемых заявили об уменьшении боли в пояснице на 50%, а спустя 3 месяца после эксперимента болевые ощущения также снижались, в отличие от пласебо-группы.

Сильную же боль снижают с помощью терапии VRH (virtual reality hypnosis) или «виртуально-реальный гипноз».

Например, игра SnowWorld переносит больного с сильными ожогами на ледяные склоны, по которым он может скатываться и даже кидать снежки в пингвинов. После таких зимних забав у всех участников отмечалось снижение боли и улучшение выздоровления без «тяжёлых» препаратов.

Прорывом стало устранение фантомных болей с помощью технологий AR. Специальные датчики считывают сигналы с оставшихся мышц в ампутированной конечности. Далее пациент видит на экране как двигается его виртуальная рука/нога, но она целая. Мозг просто получает визуальное подтверждение наличия здоровой конечности и "отключает" боль. Так же имеет место эффeкт отвлeчения – у пациeнта смeщается фокус внимания с боли на виртуальную руку/ногу, которая выглядит здоровой.

Кстати, такое же решение создали в российской "Моторике" (производство бионических протезов). Именно благодаря симуляции в VR с трекингом рук мозг начинает понимать, как управлять этим самым протезом.

В научном мире давно признана результативность VR-технологий при лечении проблем внимания, снижения памяти, заторможенности, психологических травм, деменции и в перспективе даже шизофрении.

Но особенно эффективна VR симуляция при лечении фобий, страхов, тревожности и даже паранойи. Здесь используется виртуально-реальная экспозиционнаятерапия (VRET), в которой пациенты учатся расслабляться при объекте страха. Исследования показали, что люди, столкнувшиеся со своей фобией в VR, в реальности испытывали меньше дискомфорта.

На этом фоне было выпущено множество программных решений на базе VR: VR Heights Phobia, Itsy VR, PsyTech VR. Все они помещают пользователя в ситуацию, которая его пугает, а он должен пройти эту симуляцию до конца.

Существует множество программ для тренировки зрения, которые реализованы в формате VR для максимальной активности глаз. Там же проводится и диагностика с помощью ай-трекинга.

Но невероятно эффективными стали VR-программы по лечению таких заболеваний, как косоглазие или амблиопия («ленивый глаз», последствие косоглазия)

Самый яркий пример – VR-игра Vivid Vision, разработанная Джеймсом Блаха, который с детства страдал от косоглазия, в следствие чего мозг перестал обрабатывать информацию от одного из глаз. Смысл прост: изображение для здорового глаза затемнено, а это стимулирует больной орган активнее подстраиваться под игровой процесс.

В последние годы сложные операции с высокой точностью действий проводятся роботизированными устройствами под контролем хирурга. До начала операции с помощью технологий VR хирург может изучить 3D модель органов и спланировать ход своей работы.

Трансляции операций с помощью виртуальной реальности позволяют подключаться более опытным хирургам из любой точки мира, чтобы прийти на помощь начинающему, т.к. он может удаленно управлять механической рукой, видя перед собой пациента на хирургическим столе.

В 2016-м году основатель компании Medical Realities Tutorial, дoктор Шaфи Ахмeд, оперировал рак кишечника в Лондоне, а эту трансляцию в формате VR могли увидеть из любой точки планеты. Панорамная камера над хирургическим столом давала зрителям возможность рассмотреть все детали операции под разными углами и максимально близко.

Интересное исследование показало, что видеоигры улучшают моторику рук и точность движений хирургов. Так игра в течение 3-х часов в «Top Gun» снизила на 37% число хирургических ошибок и увеличила скорость выполнения операций. Игра в «Super Monkey Ball» развивала моторику рук на уровне профессионального тренинга по лапароскопии. Популярны и VR-симуляции операций.

Огромный потенциал VR, который уже начали использовать — телемедицина и консультации. В Великобритании сеть стоматологий «Dental Design Studio» создала свой цифровой офис в метавселенной Sandbox. Здесь помимо консультаций клиенты могут пройти и виртуальную процедуру. Полученное представление о предстоящем лечении снижает страх обратиться к дантисту.

И, конечно, отвлечение внимания с помощью VR нашёл применение в стоматологии. Компания vr-fitness.pro поставляет комплекты оборудования для проведения релакс-процедур у дантистов. Пациент просматривает в VR-очках контент, который действует успокаивающе, а ряд специальных датчиков фиксирует изменения жизненных показателей для контроля состояния. В результате процедура проходит спокойнее.

Классический способ изучить внутренности человека — смотреть либо на картинку в книге, либо на разрезанный труп в морге. Технологии VR/AR открыли новый уровень в образовании мед персонала: теперь можно в мельчайших подробностях изучить любую часть тела в 3D, провести тренировочную операцию или же посмотреть интерактивную трансляцию настоящей.

Компания Medical Realities Tutorial разработало платформу для обучения хирургов с использованием VR/AR гарнитур. Помимо 3D-атласа человеческого тела, здесь есть множество тестов и экзаменов, для сдачи которых необходимо виртуальное присутствие на операции. С помощью системы маркеров, заснятое видео кликабельно и интерактивно.

Большинство симуляций обладают обратной связью, т.е. пользователь может ощущать отдачу от своих виртуальных действий.

Резюмируя, можно с уверенностью сказать, что новые технологии виртуальной и дополненной реальности стали тем самым прорывным инструментом, который вывел медицину на качественно другой уровень.

И здесь, как вы поняли, речь идёт не о каких-то играх или он-лайн медитациях. Комплексные VR-приложения уже способны изменять сознание человека на уровне нейронов! До сих пор это казалось практически неосуществимым, но теперь многое из классической медицины кажется примитивным и малоэффективным.

Будем надеяться, что данный вектор продолжит развиваться во благо обществу!

А если вам интересны новости метавселенных и технологий VR/AR - присоединяйтесь к нашему тг-каналу "Хайтеко"!