2019/09/23 17:05:01

Виртуальная реальность в медицине

.

Содержание

Основная статья: Виртуальная реальность (VR, Virtual Reality)

2019

Как виртуальная реальность помогает людям с деменцией в британских домах престарелых

В середине сентября 2019 года в рамках исследования в одном из оксфордских домов престарелых начали внедрять технологии виртуальной реальности для помощи пациентам, страдающим деменцией. При этом картины виртуальной реальности создаются индивидуально для каждого пациента.

Команда пилотного проекта договорилась с работниками дома престарелых и создала для пациентов с деменцией панораму картин из прошлого. Нескольких пациентов отправляли в воспоминания юности: в танцевальные залы с рок-н-роллом из 1950-х годов, в церковь, где они поженились, в поездки за границу. Пациенты охарактеризовали испытанные ощущения как «изумительные» и добавили, что после такой встряски чувствуют себя намного бодрее. Ученые сообщают, что применение VR-технологий улучшило коммуникационные и когнитивные способности у более чем половины пациентов с деменцией, которые приняли участие в исследовании.

В рамках исследования в одном из оксфордских домов престарелых начали внедрять технологии виртуальной реальности для помощи пациентам, страдающим деменцией
В рамках исследования в одном из оксфордских домов престарелых начали внедрять технологии виртуальной реальности для помощи пациентам, страдающим деменцией

Пилотный проект был запущен в доме престарелых при Марстонском суде, управляемом благотворительными орденами фонда St. John Care Trust. Пока неясно, сколько еще продлится исследование, сколько пациентов будет в него вовлечено и когда будут опубликованы окончательные результаты. Пока что результаты не могут не радовать: так, одна из пациенток с деменцией, побывав в виртуальной квартире, где жила после замужества, сумела вспомнить ее адрес и маршрут до автобусной остановки.

Впрочем, иногда исследователей ограничивает страх вызвать неприятные или огорчительные воспоминания - это давно известная проблема, когда речь заходит об испытаниях VR среди пациентов с деменцией. Сообщается, что дома престарелых уже отказывались от услуг компаний, которые предложили показать пациентам кадры времен Второй мировой войны. Врачи опасались, что это может оказаться слишком травмирующим опытом для пациентов.[1]

Как виртуальная реальность снижает сильную боль

В конце августа 2019 года исследователи из Калифорнии показали, как технологии виртуальной реальности могут обеспечить бесконтактный способ облегчения боли у стационарных и амбулаторных пациентов с хроническим болевым синдромом.

Виртуальная реальность уже используется в медицинских учреждениях: ее применяют, чтобы снять беспокойство, отвлечь пациентов во время хирургической обработки ран и уменьшить боль во время физиотерапии у ожоговых пациентов. Изучая болеутоляющий эффект виртуальной реальности, ученые из Медицинского центра Cedars-Sinai в Лос-Анджелесе провели рандомизированное исследование, в котором 120 пациентов с умеренным или выраженным болевым синдромом были распределены на две группы. Одна из них получила библиотеку виртуальной реальности на гарнитуре Samsung Gear VR, а другая группа настроила телевизоры на оздоровительный канал, который включал расслабляющие программы с экскурсиями и чтением стихов.

Виртуальная реальность помогает бороться с болью, доказали ученые из Медицинского центра Cedars-Sinai
Виртуальная реальность помогает бороться с болью, доказали ученые из Медицинского центра Cedars-Sinai

Участникам было предложено использовать оборудование VR или смотреть телевизор в течение трех десятиминутных сеансов в сутки два дня подряд. Пациенты оценивали выраженность болевого синдрома по шкале от 1 до 10 до и после сеансов. Исследование показало, что VR значительно лучше снижал боль, чем телевизор. Наибольшую пользу от лечения получили пациенты с наиболее выраженной болью, что потенциально позволит использовать виртуальную реальность для снижения доз опиоидных препаратов, считают исследователи.

Механизм болеутоляющего эффекта виртуальной реальности пока неясен. Самым популярным современным объяснением является гипотеза о том, что богатый, захватывающий опыт виртуальной реальности подавляет восприятие мозгом болевых ощущений, ограничивая обработку сигналов боли из других частей тела.[2]

Использование для лечения деменции

В начале июля 2019 года британско-гамбийский стартап VR Revival предложил интерактивную и персонализированную платформу виртуальной реальности, которая должна помочь людям с деменцией. Долгосрочная цель проекта – улучшить качество жизни как пациентов, так и ухаживающих за ними людей, а также повысить информированность населения Африки об этом состоянии. Подробнее здесь.

Виртуальную реальность начали использовать вместо наркоза

В начале июня 2019 года на ежегодном собрании Европейского общества анестезиологов исследователи представили результаты, согласно которым сеансы виртуальной реальности, проводимые перед местно-регионарной анестезией для ортопедических процедур и во время нее, существенно уменьшают боль и потребность во внутривенном наркозе.

Местное введение анестетика может быть стрессовым и болезненным, и его часто комбинируют с внутривенной седацией, чтобы помочь пациентам расслабиться. Тем не менее, ее использование не обходится без побочных эффектов, таких как головная боль, тошнота и сонливость. Рандомизированное исследование показало, что гипноз под воздействием виртуальной реальности мог бы стать ценной альтернативой внутривенной анестезии. Среди преимуществ нового метода – отсутствие побочных эффектов и меньшее время восстановления.

Виртуальная реальность снижает потребность в анестезии на 50%
Виртуальная реальность снижает потребность в анестезии на 50%

В исследовании приняли участие 60 взрослых пациентов, которым была назначена ортопедическая операция с местно-регионарной анестезией. В контрольной группе проводили стандартную внутривенную седацию; во второй группе VR-гипноз использовался во время местно-регионарной анестезии; в третьей группе VR-гипноз проводился перед операцией и во время нее наравне с местно-регионарной анестезией. Внутривенная седация в группе гипноза применялась, если выраженность боли, по мнению пациента, становилась более 3 из 10 баллов.

VR-гипноз обеспечивался очками виртуальной реальности и наушниками – пациент смотрел расслабляющее видео о плавании на подводной лодке и жизни в море, с успокаивающим закадровым голосом, который замедлял ритм дыхания пациента. Анализы показали, что только 25% пациентов, получавших VR-гипноз во время местной анестезии, нуждались во внутривенной седации, а среди пациентов, получавших гипноз как перед операцией, так и во время нее, доля таких людей составила всего 10%.[3]

2018

Виртуальная реальность облегчает боль

В начале июня 2018 года стало известно о том, что сотрудники отделения неотложной помощи больницы Сен-Жозеф (St. Joseph Hospital) в Париже начали использовать в терапевтических целях 3D-очки виртуальной реальности (VR). VR-устройство помогает пациенту расслабиться и легче переносить неприятные и болезненные процедуры, устраняя необходимость в лекарственном обезболивании.

«
Мы предлагаем пациенту погрузиться в медитативную обстановку и совершить интерактивное путешествие, во время которого человек может послушать музыку, заняться живописью или разгадать загадку, — рассказал в интервью агентству Reuters Реда Хуадра (Reda Khouadra), соучредитель и генеральный директор французского стартапа Healthy Mind, который и стоит за внедрением VR-очков в парижской «неотложке».[4]
»

Сотрудники отделения неотложной помощи больницы в Париже начали использовать в терапевтических целях 3D-очки виртуальной реальности
Сотрудники отделения неотложной помощи больницы в Париже начали использовать в терапевтических целях 3D-очки виртуальной реальности

Надев массивную VR-гарнитуру, пациент переносится в японский дзен-сад или оказывается среди заснеженных склонов. Находясь в виртуальном мире, люди становятся терпеливее и спокойнее переносят незначительные, но болезненные манипуляции, связанные с наложением швов, обработкой ожогов, введением урологического катетера или вправлением вывиха.

«
Данный проект с использованием виртуальной реальности позволяет нам предложить пациентам технологию, которая отвлекает их внимание, купирует боль и беспокойство при оказании неотложной помощи, — заявил Оливье Ганансия (Olivier Ganansia), начальник отделения неотложной помощи больницы Сен-Жозеф в Париже.[5]
»

В беседе с журналистами он предположил, что через 10 лет технологии виртуальной реальности станут привычными и будут использоваться в больницах на повседневной основе.

Стоит добавить, что разработка Healthy Mind получила премию австралийского Университета Аделаиды (University of Adelaide) в размере $20 тыс. С помощью этих средств трое 24-летних основателей стартапа — Реда Хуадра, Мало Лувиньи (Malo Louvigné) и Тимоти Кабанн (Timothée Cabanne) — отправились в Сиэтл, чтобы представить свое детище корпорации Microsoft.[6]

Microsoft представила VR-систему для слепых

В феврале 2018 года компания Microsoft представила систему виртуальной реальности (VR), которая позволит людям со слабым зрением ориентироваться в пространстве. Проект получил название Canetroller. Подробнее здесь.

2017

Рынок технологий виртуальной реальности для здравоохранения оценили в $770 млн

К 2023 году объем мирового рынка технологий дополненной и виртуальной реальности (Augmented and Virtual Reality, AR/VR) для здравоохранения приблизится к отметке в $5 млрд. С таким прогнозом 30 ноября 2017 года выступила аналитическая компания Research and Markets.

По оценкам экспертов, в 2017 году AR- и VR-технологии медицинского назначения обеспечат выручку в размере $769,2 млн. К 2023-му объем рынка в деньгах вырастет почти в 6,5 раз и достигнет $4,99 млрд. С учетом этого ожидается, что среднегодовой темп роста (CAGR) на рассматриваемом рынке в указанный семилетний период составит 36,6%.

Объем мирового рынка AR- и VR-технологий для здравоохранения приблизится к $5 млрд в 2023 году
Объем мирового рынка AR- и VR-технологий для здравоохранения приблизится к $5 млрд в 2023 году

Среди основных драйверов, которые обеспечат позитивную динамику, аналитики указывают распространение в системе здравоохранения подключенных устройств, увеличение инвестиций в технологии дополненной и виртуальной реальности и растущую необходимость оптимизации медицинских расходов. Ограничивающими факторами могут стать отсутствие знаний, необходимых для внедрения AR- и VR-решений, а также недостаточная квалификация врачей в области этих технологий.

В Research and Markets полагают, что AR- и VR-решения могут быть полезны для организации дистанционных консультаций пациентов с врачами. Также технологии дополненной и виртуальной реальности будут все шире использоваться в лечебных и реабилитационных целях.

Кроме того, применение AR- и VR-систем позволит повысить эффективность работы диагностических лабораторий. В частности, с их помощью лаборатории смогут дистанционно вести сбор образцов и оперативных данных в удаленных регионах, а небольшим и средним лабораториям сервисы на базе технологий дополненной и виртуальной реальности позволят автоматизировать проведение исследований и организовать дистанционный мониторинга оборудования.[7]

В Великобритании провели операцию на открытом мозге и сняли ее в виртуальной реальности

Команда нейрохирургов из Лондона провела операцию на открытом мозге пациента, записав весь процесс на камеру с эффектом погружения в виртуальную реальность. Об этом сообщает Mashable[8][9].

Как отмечает издание, в операционной было установлено две камеры: одну разместили на стене кабинета, она работала в режиме панорамной съемки на 360 градусов, а другую закрепили на лбу врача, чтобы процесс записывался от первого лица. Затем видеозапись смонтировали и урезали, оставив в итоговом пятиминутном ролике только основные стадии операционного процесса.

Видео начинается с описания предстоящей операции и короткого рассказа о пациенте и его болезни. В одном из сосудов головного мозга мужчины была обнаружена аневризма, которая могла в любой момент привести к смертельному кровоизлиянию. Для того чтобы наложить на сосуд зажим, который локализует и «выведет» опасное образование из системы кровообращения, медики были вынуждены провести операцию на открытом мозге.

«Запись полной процедуры в VR позволяет нам начать процесс воссоздания операции в симуляции VR, в которой хирурги смогут практиковать ключевые этапы процедуры в безопасной виртуальной операционной комнате и фактически чувствовать руками текстуры разных типов тканей с использованием нашего решения FeelReal VR», — рассказал основатель Fundamental VR Крис Скэттергуд.

Каждую стадию операции и действия хирургов на видеозаписи комментирует закадровый консультант. Как отметил продюсер ролика, подобные видео могут помочь будущим врачам и студентам, когда они начнут проводить тренировочные операции в виртуальной реальности.

Видео является частью образовательной платформы Brainbook, которая через социальные медиа помогает специалистам со всего мира получать актуальную информацию в области нейрохирургии и лечения заболеваний головного мозга.

Фантомные боли вылечит виртуальная реальность

Приложение Phantom MD поможет людям, страдающим от патологического болевого синдрома. После ампутации чувство боли в удаленной части тела возникает у 72% пациентов, а у 60% сохраняется на протяжении нескольких лет.

С помощью Phantom MD, а также очков виртуальной реальности, недостающую часть тела можно смоделировать, а затем и «увидеть». В результате, уверяют разработчики, человеческий мозг получит нужную визуальную информацию, и болевые ощущения снижаются. В ходе испытаний было проведено 3 сеанса по 2 часа, в результате которых пациент отметил уменьшение боли.

Разработчиками приложения выступили ярославские студенты Магомед-Амин Идилов и Даниил Федулов, изобретение уже принесло им первое место на Всероссийском молодежном инновационном форуме «МИФ-2017».

Проект, скорее всего, будет очень востребован, так как сейчас фантомные боли притупляют при помощи препаратов, что не очень эффективно. Поддерживает стартап региональная Корпорация развития малого и среднего предпринимательства[10].

Использование для видеотрансляций операций в нейрохирургии

7 июня 2017 года Nokia сообщила о проведении первой в мире прямой видеотрансляции нейрохирургической операции в формате дополненной реальности. Партнером финской компании в этом проекте стала Хельсинкская университетская центральная больница (Helsinki University Hospital, HUH).

Операция снималась на панорамные камеры Nokia OZO и транслировалась через интернет-сервис Nokia OZO Live. Дополнительно на экран были выведены интерактивный микроскоп и другая информативная графика.

Nokia провела первую в мире трансляцию нейрохирургической операции в дополненной реальности
Nokia провела первую в мире трансляцию нейрохирургической операции в дополненной реальности

Обычно в операционных умещается около 10-15 наблюдателей, помимо врачей и медсестер, участвующих в операции. Видеовещание посредством Nokia OZO Live обеспечивает виртуальное присутствие сколь угодно человек в операционной, где бы они не находились, отмечает профессор Мика Нимела (Mika Niemela), возглавляющий отделение нейрохирургии в Хельсинкской университетской центральной больнице. Во время первого использования этой технологии к операции были подключены около 100 нейрохирургов.

«
HUH хочет быть пионером в изучении, использовании и демонстрации новых возможностей в области виртуальной, дополненной и смешанной реальностей, а также в продвижении концепции применения этих технологий в медицинских целях, — заявил Мийкка Корья (Miikka Korja), нейрохирург и главный специалист по инновациям в Хельсинкской университетской больнице.
»

По словам Кити Мюллер (Kiti Müller), невролога и старшего научного сотрудника подразделения Nokia Digital Health Lab, сотрудничество компании с HUH позволит врачам разных специализаций познакомиться с новейшими технологиями, в том числе с совершенно новым опытом передачи медицинской информации.

«
Это отличный пример использования решений Nokia OZO для создания и обмена впечатляющим опытом в образовательных целях, — добавил вице-президент подразделения Nokia Digital Media Пол Мелин (Paul Melin).[11]
»

2016

Использование для 3D-визуализации плода в утробе матери

В ноябре 2016 года бразильские ученые продемонстрировали технологию 3D-визуализации ребенка в утробе матери. Новая разработка, построенная на виртуальной реальности (VR), позволяет видеть плод с высокой точностью.

Авторы изобретения соединили метод ультразвукового исследования с магнитно-резонансной томографией, проводя сканирование отдельных участков внутренней поверхности матки и тела плода. В результате строится трехмерное изображение, которое можно оживить, надев шлем виртуальной реальности. Для усиления эффекта присутствия к моделям добавляли звуки сердцебиения плода, полученные при УЗИ.

3D-Модель плода на 12-й неделе развития
3D-Модель плода на 12-й неделе развития

По словам ученых, полученные объемные модели позволяют предсказать то, как будет выглядеть малыш после рождения.

«
Трехмерные модели зародышей и технологии виртуальной реальности могут помочь нам улучшить наши представления о том, как устроена анатомия зародышей, и позволят нам использовать такие снимки при обучении студентов и показывать их будущим родителям. Их можно выводить через Occulus Rift и другие шлемы виртуальной реальности, — сообщил один из авторов исследовательской работы Эрон Вернер (Heron Werner).
»

3D-Модель плода на 26-й неделе развития
3D-Модель плода на 26-й неделе развития

Метод подробной 3D-визуализации плода также позволяет с высокой точностью обследовать органы женщин и плод в режиме реального времени. Так, с помощью VR-очков ученые могли детально рассмотреть состояние дыхательных путей плода, оценить их проходимость и длину. В случае патологии это помогло бы принять решение о необходимости послеродового хирургического вмешательства.

3D-Модель плода на 26-й неделе развития
3D-Модель плода на 26-й неделе развития

Результаты развития проекта построения трехмерных моделей детей в утробе матери будут представлены в рамках ежегодной конференции Радиологического сообщества Северной Америки RSNA 2016 (Чикаго; 27 ноября — 1 декабря). [12]

Фобии будут лечить виртуальной реальностью

С 7 по 8 июля компании Polymedia и Visiology провели корпоративный хакатон, приуроченный к 18-летию ведущего российского AV-интегратора Polymedia. Участникам, разбившимся на 5 команд, было предложено за 36 часов придумать и разработать программное обеспечение для анализа и визуализации данных в медицинской отрасли.

За два дня непрерывной работы команды представили пять рабочих прототипов информационных систем, позволяющих вести анализ и прогнозирование развития эпидемий и расчета потребностей в лекарствах, лечить фобии с помощью виртуальной реальности, помогать речевому развитию детей дошкольного возраста, прогнозировать вероятность инфаркта миокарда, собирать и структурировать результаты анализов.

В хакатоне приняли участие сотрудники системного интегратора Polymedia, BI-разработчика Visiology, и студенты магистратуры университета Иннополис, проходящие производственную практику в Visiology.

Судейство основывалось пяти основных критериях: качество технической реализации (архитектурные решения, код, использованные технологии), дизайн и user experience, коммерческий потенциал продукта, качество управления проектом и качество презентации. Наивысшие оценки по все этим параметром получила команда «Восход», занимавшаяся разработкой системы борьбы с фобиями на основе технологий виртуальной реальности. Свой проект команда продемонстрировала на примере прототипа системы для лечения аэрофобии (боязни полётов на летательных аппаратах) с помощью очков виртуальной реальности, имитирующих ситуацию полета, и пульсометра, считывающего данные о физическом состоянии пациента в момент проигрывания этой ситуации.

Лучшие разработчики технологий виртуальной реальности в медицине

В марте 2016 года аналитики Technavio представили список компаний, которые, по их мнению, лучше других продвинулись в разработке технологий виртуальной реальности для здравоохранения.

  • DeepStream. Компания создает игры, которые, по словам разработчиков, помогают больным приглушать боль и улучшать общее самочувствие путем погружения в виртуальную реальность.

  • VirtaMed. Компания предлагает компьютерный симулятор, при помощи которого начинающие хирурги могут потренироваться в проведении операций и отработать свои навыки.

Использование шлема виртуальной реальности при проведении хирургической операции
Использование шлема виртуальной реальности при проведении хирургической операции
  • EON Reality. Этот поставщик интерактивного 3D-контента известен в России. В 2014 году «Крок» открыл в нашей стране центр трехмерных решений на базе оборудования EON Reality. В этом центре можно протестировать современные аудиовизуальные технологии: 3D-проекцию на экран, голографическую проекцию на стекло, комнату виртуальной реальности, дисплей с трехмерным изображением без использования специальных очков и др. Доктора в различных странах мира уже взяли на вооружение разработки EON Reality.

  • Vuzix. Компания специализируется на разработке, производстве, продаже и продвижении носимой электроники. В январе 2016 года Intel инвестировала в Vuzix около $25 млн. «Умные» очки Vuzix нашли применение в различных областях, включая медицину.

  • Virtalis. Бывшая «дочка» компании Muse Technologies занимается разработкой систем моделирования различного оборудования, в том числе сложного медицинского.

  • WorldViz. Еще одна компания, которой Intel оказывала финансовую поддержку. WorldViz создает 3D-интерактивные и иммерсивные решения для визуализации и моделирования. Технологии этого стартапа используются в интраоперационной ультразвуковой компьютерной томографии для проведения исследований в области неврологии и психологии.[13]

Портал Виртуальная реальность