Операции в виртуальной реальности и дизайн лекарств: как VR и AR помогают в медицине

VR и AR — самая многозадачная технология в медицине

Иммерсивные технологии или VR/AR начинают применять во всех областях медицины: от маркетинга препаратов и организации удаленных консилиумов до психологической и неврологической помощи. Эта технология очень разноплановая.

Успешные кейсы есть во всех областях, но развиты эти технологии по-разному. Где-то первые успешные эксперименты появились в начале нулевых, где-то — только в последние годы.

Терапия пациентов

На Ротбаум терапия не остановилась: результаты вдохновили других ученых и разработчиков, понемногу они начали работать с этой областью. Уже в середине десятых врачи стали работать с инвалидами. Эксперимент 2005 года показал, что VR может уменьшить фантомные боли. В этом им помог трехмерный симулятор.

В эксперименте участвовали 14 человек, каждый из которых испытывал боль около 10 лет. Справиться с ней не могли импланты и медикаменты. Исследователи реактивировали зоны мозга, которые раньше управляли утерянной конечностью. К самой культе подключали электроды, передающие сигнал, — и в симуляторе человек управлял утерянной рукой.

12 из 14 пациентов заявили, что сила и частота приступов снизились в среднем вдвое. Два пациента из четырех, принимающих обезболивающее, снизили их употребление на 33% и 81%.

Некоторые врачи в Европе и США сейчас могут выписать применение VR для терапии. В ноябре 2021 года FDA одобрил VR-систему EaseVRx. Специалисты не отмахиваются от работающих методов, не пытаются признать их несерьезными и ненаучными — а значит, больше пациентов получают качественное лечение. О других исследованиях и экспериментальной терапии «Хайтек» писал в 2018 году.

Таких исследований пока немного. Терапия важна, но проводить точные исследования и добиваться подтверждаемых результатов в этой сфере сложно: врачи вынуждены опираться на слова и ощущения пациентов, а не на измеримые данные.

Помощь слабовидящим

Компании разрабатывают специальные AR-очки, которые помогают пациентам лучше видеть. Но все они разные — например, ICI Vision и Envision, разрабатывающие первые модели, пользуются разными методами.

ICI Vision создала очки для людей с нарушениями зрения. Они нужны, чтобы помочь пациентам с «белыми пятнами» из-за повреждений сетчатки глаза. Очки выявляют поврежденные участки, а потом достраивают изображение и направляют его в неповрежденные.

Примерно так видят мир те, у кого сильно повреждена сетчатка глаза.

И примерно так показывают им мир очки. Выглядит не лучшим образом, но технологии еще будут развиваться.

Сейчас новостей об ICI Vision и данных об их разработках нет — возможно, компания закрылась.

Компания Envision сосредоточилась на слабовидящих и слепых — их разработка заменяет пациентам сопровождающих. Очки распознают объекты и людей, а встроенный диктор описывает происходящее, читает тексты на 60 разных языках и диктует их.

Некоторые прототипы идут в сторону «улучшения» зрения. Очки Omnifocals от DeepOptic распознают, на чем сфокусирован взгляд человека, и «приближают» изображение, чтобы его можно было лучше рассмотреть.

Помощь в работе с фобиями

Впервые VR в этих целях применили в Samsung в 2016 году, выпустив программу занятий #BeFearless. Русская адаптация — #янебоюсь — до сих пор работает. #BeFearless помогает людям справиться со страхом высоты и публичных выступлений.

Сейчас таких проектов намного больше, но пока они сконцентрированы только вокруг самых популярных фобий.

VR ценен в работе с фобиями сразу по нескольким причинам:

• VR упрощает и удешевляет работу с фобиями. Когда вы работаете со страхом высоты, не нужно подбирать для клиента специальную высотку. При арахнофобии не нужно искать пауков и специалистов, которые умеют с ними обращаться.
• VR безопасный. При работе с несоциальными фобиями всегда остается опасность, что что-то пойдет не так. В случае с VR самое страшное, что случится — пациент сломает очки (а не сорвется вниз и не будет укушен пауком).
• VR упрощает начало работы. Людям намного проще надеть очки и прожить виртуальную ситуацию.
• VR моделирует то, что не может произойти в реальности. Сейчас выпускают самые разные тренажеры для отработки навыка публичных выступлений. Собрать 50 человек, чтобы пациент со страхом публичного выступления мог выступить с презентацией, будет дорого и сложно. В VR все это легко смоделировать.

Физическая реабилитация

VR помогает людям правильно выполнять упражнения. Последствия инсульта, травмы или долгой комы нельзя исправить только таблетками. Нужно сохранять мышцы и развивать их, правильно и методично занимаясь физическими упражнениями.

Часто в такой ситуации люди не могут дозировать нагрузку и ошибаются в выполнении движений. Все это ухудшает реабилитацию, отдаляет выздоровление и здоровую активность.

Иммерсивные тренажеры подходят для того, чтобы выполнять в них упражнения. Каждый раз, когда человек приступает к выполнению упражнения, можно показать все в точности и напомнить о важных нюансах.

Также VR помогает справиться со скукой. Нередко программы реабилитации требуют от человека однообразных усилий, и это демотивирует человека заниматься. Интерактивный контент помогает людям не терять интерес к занятиям.

Например, стартап Rewellio помогает «разрабатывать» руки и укреплять мышцы на них. Команда стартапа составила набор упражнений, которые выдают пациентам в зависимости от их прогресса.

Эту технологию можно использовать для реабилитации людей с парализованными конечностями. Например, пациенты, у которых парализована рука, могут видеть, как она двигается в виртуальной реальности. Это помогает «обмануть» мозг и создать новые нейронные связи.

Уже известно, что такой метод помогает справляться с фантомными болями. Возможно, в будущем VR будут использовать, чтобы люди возвращали чувствительность тела и возможность им управлять.

Фармацевтика

В фармкомпаниях чаще используют AR, чем VR. Полноценная виртуальная реальность сфере нужна реже, а смартфоны и планшеты компаний поддерживают AR-режим и закрывают задачи.

Один из активных трендов — интерактивные инструкции. И по употреблению лекарств, в которых контент заменяет огромную бумажку с мелким шрифтом, и по тому, как вообще жить с заболеваниями. Интересную упаковку в таком стиле сделали в Bayer для лекарства One Day. Так выглядит коробка, если смотреть на нее через камеру приложения на смартфоне.

Упаковка интересна тем, сколько в ней реализовали механик. На нее можно «посмотреть через рентген», над ней всплывают интересные факты. Покупатель может посмотреть отзывы или пройти небольшой интерактив

Первые такие упаковки появились 10 лет назад, но тогда ограниченность AR и необходимость скачивать приложение остановили процесс. Сейчас ограничения уходят в прошлое: телефоны могут сразу воспроизводить контент. Клиенты позитивно воспринимают изменения в упаковке — по данным threekit, 71% из опрошенных хотели бы пользоваться такими технологиями чаще.

Кроме того, торговые представители применяют AR в рекламе препаратов. С помощью нового контента они борются за внимание врачей и фармацевтов: показывают, как работает лекарство, объясняют ключевые преимущества препаратов. Яркая, новая форма презентации привлекает внимание, и специалисты лучше запоминают эту информацию.

Теоретическое и практическое обучение

Кливлендская клиника еще в 2018 году заказывала интерактивный атлас, по которому студент может полностью изучить анатомию и увидеть, как работает человеческий организм, с помощью очков дополненной реальности.

Похожие интерактивные сервисы делают 4DAnatomy — но для телефонов и планшетов. Для изучения материала даже не нужна спецгарнитура. Такой контент нагляднее, чем изображения и видео. Все можно рассмотреть в подробностях, покрутить и в любой момент «уйти» на разные уровни работы органов. Такие материалы в дополненной реальности развиваются и в химии, и биологии.

Об эффективности работы с таким контентом говорит статистика Neuro-Insight Study. По ее данным, студент при работе с AR показывает уровень когнитивной активности в 2,9 раза выше, чем при работе с обычным текстом, атласом или видео.

MedicalRealities известны тем, что несколько лет подряд записывали видео в 360° прямо из операционной. Любой желающий до сих пор может посмотреть, как проводят операции разные доктора, и «постоять рядом», чтобы получить опыт, который поможет им сохранить самообладание в работе.

С обоими направлениями работает Digital Surgery. Они разработали больше 200 пособий и тренажеров для самых разных случаев. Если решите изучить их сайт, будьте осторожны: контент детальный и реалистичный, может вызвать шок.

Практическое направление считают перспективным и в него готовы инвестировать — команда Osso VR, сделавшая реалистичный симулятор еще в 2017 году, в июле 2021 года собрала 27 млн долларов на создание виртуального тренажера.

В обучение врачей вкладывают колоссальные деньги, потому что они дают выход из главной моральной дилеммы обучения. Без этих технологий студентов приходится подпускать к пациентам и во все глаза следить, чтобы не случилось ошибки. Есть альтернативы — но это тоже очень дорогое оборудование, которое часто ломается и не может полноценно симулировать процесс.

С тренажерами в VR студент может двести раз отработать операцию в виртуальности перед тем, как проводить реальную. При этом со временем отработки будут становиться сложнее. Врача погружают в максимально реалистичную обстановку. Он привыкает работать с инструментами, видеть пациента и его реакции на боль. В итоге неопытные врачи будут совершать намного меньше ошибок, а хирурги, которым не хватает практики, смогут поддерживать навыки в хорошем состоянии.

Помощь в самых разных областях работы врачей

Врачи уже начали проводить операции в AR-очках. В частности очки и микроскопические камеры используют для исследования пациента и аккуратной работы с ним. Пока такие операции — редкость, а каждое применение очков становится новостью, но тренд однозначный.

Технологии помогают сделать операции безопаснее и оставлять меньше шрамов. Хирургам проще увидеть объект работы и взаимодействовать с ним. При этом раны пациента заживают быстрее, а следы от операций становятся не такими заметными. Другое направление — использование в операциях удаленного помощника (remote assistant). Он может наблюдать за происходящим через камеру в очках и быть на связи с человеком, носящим очки.

Такая технология помогает привлечь к операции крупных специалистов, неспособных прилететь для полноценного присутствия. Так врачи высокого уровня могут намного эффективнее помогать коллегам: им не нужно тратить время на полеты и поездки, справляться с сонливостью из-за сбитого режима сна и возвращать его в норму.

Пионерами этого направления стали хирурги из Университета Алабамы в Бирмингеме. Они провели первую такую операцию еще в 2013 году, используя Google Glass, дополненную реальность и удаленного помощника.

Удаленных помощников применяли и у нас — «ЛАНИТ-Интеграция» адаптировала уже имеющуюся модель для ковид-госпиталей. Врачи опрашивали и осматривали пациентов, а их коллеги собирали консилиум для обсуждения проблем. Такой подход помогал врачам меньше рисковать и привлекать для работы коллег из групп риска, вынужденных уйти на карантин.

В феврале в России провели первую операцию с использованием новых технологий — в Санкт-Петербурге хирурги удаляли кисты в шее. В процессе на очки выводили данные о костной ткани, сосудистых системах, мышечной структуре и различных видах опухолей. Все это помогло хирургу в процессе «посмотреть сквозь пациента», и операция прошла лучше, чем ожидалось.

Уже в марте в Ставрополе хирург заменял пациенту порвавшийся имплант в колене. В процессе он запрашивал изображения на AR-очки и моментально получал данные МРТ, КТ и анатомии. По словам хирургов, это облегчило операцию и даже ускорило ее на 30 минут.

Как будут развиваться технологии

У технологий есть два пути развития. Первый — создание новых методов и контента, второй — усовершенствование нынешних технологий, их удешевление и распространение.

Те же симуляторы для хирургов еще не идеальны — в них нет должного гиперреализма, мало запрограммированных сценариев. В ближайшие несколько лет происходящее в них станет максимально близко к реальности. Добавятся новые сценарии. Разовьется VR-терапия для аккуратного точечного лечения, и VR-контент будут рекомендовать так же, как лекарства.

Новые направления тоже будут развиваться. AR-очки вышли из стадии «прототипы для энтузиастов». Сейчас запускают первые пилотные проекты, они малофункциональны и не подходят для массового использования.

Специалисты ожидают, что период первых массовых закупок произойдет в ближайшие десять лет. Правительства и частные компании уже используют первые продукты и видят их пользу — у них появляется запрос на новые качественные модели. Эффект накопится и приведет к взрывному развитию сектора, направленного на конечного потребителя, появятся новые ниши.

Статистика и прогнозы указывают на это:

• В прошлом году рынок VR/AR вмещал $3,5 млрд долларов. Уже в этом году его оценивают на 9,7 млрд, а к 2025 году рынок в целом оценят на 28,5 млрд долларов.
• В прошлом году AR уже пользовались 600 млн человек. В этом году число должно увеличиться до 810 млн, а в следующем — перевалить за 1 млрд.
• Медицина займет второе место по капитализации иммерсивных технологий, уступая только игровой индустрии.

Очень много ожиданий связано с очками дополненной реальности. Их начали делать удобными и доступными. По оптимистичным прогнозам, она произойдет одновременно с внедрением 5G в массовое использование. И развитие технологии, идущее по экспоненте, ускорится еще сильнее.

Читать далее

Археологи обнаружили давно затерянный храм Геракла 9 века до нашей эры

Посмотрите на селфи, которое сделал китайский орбитальный зонд с Марсом

Туркменистан хочет закрыть газовый кратер «Врата в ад», горящий с 1971 года