Какие возможности дают VR и AR в медицине (но ими почти не пользуются)

Чем VR и AR полезны для системы здравоохранения? Они способны обеспечить экономию денег и времени, эпидемиологическую безопасность, активную наработку опыта в сложных операций. Для пациентов это, прежде всего, удобство, психологический комфорт и новый опыт. Они с большей мотивацией проходят лечение и реабилитацию, и это влияет и на результат.

Технологии виртуальной реальности стали постепенно проникать в медицину в 1990-х. Первыми появились VR-симуляторы для хирургов и программы реабилитации. В 1991 году увидел свет хирургический тренажер Green Telepresence. С помощью этой системы врачи смогли упражняться в использовании скальпеля и зажимов на виртуальном теле.

В это же время было впервые проведено лечение ПТСР (посттравматического расстройства) с использованием VR. Психолог Барбара Ротбаум работала с ветеранами Вьетнамской войны. Она вместе с коллегами создавала модели мест, в которых клиент некогда испытал эмоциональное потрясение. Например, это был вертолет, летящий над Вьетнамом, и поляна в джунглях. VR-технологии использовались в сочетании с экспозиционной терапией. Больные ПТСР могли взаимодействовать с источником своей тревоги, находясь в полной безопасности. Выяснилось, что такое сочетание эффективно в преодолении болезненных страхов и триггеров.

В 2015 впервые провели успешную реабилитацию после инсульта с помощью VR. В госпитале Валь д’Эброн в Барселоне поставили на ноги женщину, которая пережила инсульт сразу после родов. Глория была почти полностью парализована: тело не слушалось ее, она едва могла говорить. Через несколько месяцев лечения ей прописали VR-игру. Нужно было прикасаться к предметам на экране. Поначалу у Глории ничего не получалось, но со временем она освоила несколько уровней игры, включая аналог боулинга.

В 2016 году в Королевском лондонском госпитале прошла первая VR-трансляция хирургической операции. Более 13 тысяч студентов наблюдали в режиме реального времени за удалением раковой опухоли. Хирург работал в очках Google Glass, видел вопросы студентов в периферийном окне и устно отвечал на них.

Одновременно с этими событиями появлялись и развивались десятки проектов в сфере VR и AR. И до сих пор это остается областью экспериментов. История дополненной и виртуальной реальности в медицине еще не написана. Систематизация этого опыта только предстоит.

Наибольший запрос на технологии – в области медицинского образования и повышения квалификации. Основные причины:

• Экспертов и высококлассных профессионалов мало, они не могут лично обменяться опытом с большим количеством людей.
• Современное научное знание распределено неравномерно: далеко не все специалисты и тем более студенты владеют актуальными данными о лечении, диагностике, препаратах.
• Студенты недостаточно взаимодействуют с пациентами, занимаются в основном зубрежкой и конспектированием.
• Возможности получить опыт в лечении редких заболеваний низки в силу объективных причин: еще попробуй поймай такого пациента.
• Жесткая ограниченность материальных ресурсов: моделей органов, оборудования, препаратов, помещений и т.д.
• Эпидемиологическая опасность реального взаимодействия большого количества людей.
• Обучение работе с опасными веществами может приводить к избыточному и рискованному контакту с ними; то же самое – с опасными инфекциями.

В повседной работе врачей тоже есть слабые стороны, которые могут прокачать VR и AR:

• Неточности и ошибки.
• Порой недостаточная подготовка перед операцией.
• Низкий уровень эмпатии у медицинских работников (впрочем, нередко и у пациентов).

Пока неразрешенные трудности пациентов:

• Дефицит мотивации и неправильность выполнения упражнений во время реабилитации.
• Ограниченное и недостаточное количество оборудования для реабилитации.
• Депрессивные состояния, страхи, переживания и эмоциональные всплески на фоне лечения.
• Другие психоэмоциональные состояния, которые могут быть преодолены с помощью визуальных образов.
• Неточное представление о будущем результате в области эстетической медицины.
• Проблемы зрения.

В образовании:

• Тысячи людей одновременно могут перенимать опыт у эксперта в реалистичной интерактивной обстановке.
• Учащиеся могут осваивать на практике новейшие технологии, находясь в любом городе или даже деревне, если у них есть для этого VR-шлем и обучающая программа.
• Осматривать и оперировать виртуальных 3D-пациентов можно гораздо чаще, чем реальных.
• У виртуальных пациентов могут быть сколь угодно редкие заболевания.
• Виртуальные модели органов могут быть очень реалистичными, всех существующих вариаций, с возможностью их разбирать и собирать.
• Виртуальное взаимодействие эпидемиологически безопасно.
• Можно долго практиковаться в работе с опасными веществами и вирусными заболеваниями, но быть в безопасности при этом.

В работе:

• AR может делать виртуальную разметку для операции, подсвечивать необходимые линии и точки, давать подсказки.
• С помощью VR можно на основе базовой модели человека быстро создавать персональную 3D-модель больного, чтобы лучше изучить его особенности перед операцией.
• Для развития эмпатии и коммуникативных навыков существуют VR-тренажеры. Они имитируют проблемные ситуации в общении с пациентами и помогают заранее отработать оптимальное поведение в них.
• VR-приложения могут имитировать разные состояния и заболевания: надев шлем, можно почувствовать себя на месте больного пожилого человека, слабовидящего и т.д. Это способствует лучшему пониманию их мироощущения.

Для пациентов:

• Шлемы виртуальной реальности могут погрузить пациента на реабилитации в игру, во время которой он будет делать упражнения с интересом и азартом.
• VR может имитировать такие ситуации как стрельба из лука – соответственно, настоящий лук не понадобится, как и другие подобные тренажеры.
• От депрессивных и других эмоционально сложных состояний могут отвлечь виртуальные путешествия, контакт с образами природы и животных.
• Специально разработанные программы помогают лечить ПТСР, развивать навыки людей с аутизмом и ДЦП. Есть перспективы в работе и с другими заболеваниями.
• В эстетической медицине возможно примерить на себя любое изменение тела и внешности.
• Специальные VR-гарнитуры помогают людям с некоторыми проблемами зрения видеть лучше.

У VR-среды есть известный побочный эффект – укачивание. Может начаться головокружение и тошнота. Однако на этапе разработки приложения есть способы предотвратить это или максимально снизить вероятность.

Еще один очевидный недостаток – иллюзорность, имитационная суть происходящего. Общение с коллегами и пациентами не является реальным, оборудование не потрогаешь.

Само VR-оборудование высокотехнологично и недешево, как и приложения для него. А выгода от его использования не очевидна.

COVID-19 привел к рецессии мировой экономики и к экономическому спаду в нашей стране. Инвестиции в наукоемкие сферы за пределами борьбы с коронавирусом снижаются. И люди, и компании, и государства перешли в основном в режим экономии и выживания. В связи с этим распространение и развитие VR и AR даже в медицине не вселяют оптимизма. В то же время их применение во время пандемии полезно. Отдельные проекты могут выстрелить.

Это наша вторая статья про виртуальную и дополненную реальность. Первая была про игры. Почитайте.