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 самого мощного.

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 хирургамиз 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"!