3D medicinoje: virtualus pasaulis ir naujos technologijos
Iki šiol virtualią realybę siejome su kompiuteriniais žaidimais – pramogoms sukurtu svajonių pasauliu. Ar kas nors pagalvojo, kad tai, kas teikia malonumą, ateityje gali tapti viena iš diagnostikos priemonių medicinoje? Ar gydytojų veiksmai virtualiame pasaulyje padarys geresnius specialistus? Ar jie galėtų bendrauti su pacientu, jei to išmoktų kalbėdami tik su holograma?
Pažanga turi savo dėsnius – mes įvaldome naujas mokslo sritis, kuriame naujas technologijas. Dažnai atsitinka taip, kad sukuriame kažką, kas iš pradžių turėjo kitokią paskirtį, tačiau randame tam naują panaudojimą ir pirminę idėją išplečiame į kitas mokslo sritis.
Taip atsitiko su kompiuteriniais žaidimais. Savo gyvavimo pradžioje jie turėjo būti tik pramogų šaltinis. Vėliau, matant, kaip lengvai ši technologija atsiduria pas jaunimą, buvo sukurti lavinamieji žaidimai, kuriuose pramoga derinama su mokymusi, kad būtų įdomiau. Pažangos dėka jų kūrėjai stengėsi sukurtus pasaulius paversti kuo realesniais, siekdami naujų technologinių galimybių. Šių veiklų rezultatas – žaidimai, kuriuose dėl vaizdo kokybės neįmanoma atskirti fantastikos nuo realybės, o virtualus pasaulis tampa taip priartėjęs prie tikrojo, kad tarsi atgaivina mūsų fantazijas ir svajones. Būtent ši technologija prieš keletą metų pateko į mokslininkų, kurie bandė modernizuoti naujos kartos gydytojų rengimo procesą, rankas.
Treniruokis ir planuok
Visame pasaulyje medicinos mokyklos ir universitetai susiduria su rimta kliūtimi dėstydami studentams mediciną ir su ja susijusius mokslus – studijoms trūksta biologinės medžiagos. Nors nesunku gaminti ląsteles ar audinius laboratorijose tyrimų tikslais, tai tampa vis didesne problema. priimančios institucijos tyrimams. Šiais laikais žmonės mažiau linkę tausoti savo kūną tyrimų tikslais. Tam yra daug kultūrinių ir religinių priežasčių. Taigi, ko studentai turėtų išmokti? Figūros ir paskaitos niekada nepakeis tiesioginio kontakto su eksponatu. Bandant susidoroti su šia problema buvo sukurtas virtualus pasaulis, leidžiantis atrasti žmogaus kūno paslaptis.
Virtualus širdies ir krūtinės kraujagyslių vaizdas.
2014 m. antradienis prof. Markas Griswoldas iš JAV Case Western Reserve universiteto, dalyvavo tiriant holografinę pateikimo sistemą, kuri nukelia vartotoją į virtualų pasaulį ir leidžia su juo bendrauti. Testų metu jis galėjo pamatyti hologramų pasaulį supančioje realybėje ir virtualiame pasaulyje užmegzti kontaktą su kitu žmogumi – kompiuterine žmogaus projekcija atskiroje patalpoje. Abi šalys galėtų kalbėti viena su kita virtualioje realybėje, viena kitos nematydamos. Tolimesnio universiteto ir jo darbuotojų bendradarbiavimo su mokslininkais rezultatas buvo pirmosios prototipinės programos, skirtos žmogaus anatomijos studijoms.
Virtualaus pasaulio sukūrimas leidžia atkurti bet kokią žmogaus kūno struktūrą ir įdėti ją į skaitmeninį modelį. Ateityje bus galima kurti viso organizmo žemėlapius ir tyrinėti žmogaus kūną hologramos pavidalu, stebi jį iš visų pusių, tyrinėja atskirų organų veikimo paslaptis, prieš akis turi išsamų jų vaizdą. Studentai galės studijuoti anatomiją ir fiziologiją be kontakto su gyvu žmogumi ar jo kūnu. Be to, net mokytojas galės vesti pamokas savo holografinės projekcijos pavidalu, nebūdamas tam tikroje vietoje. Išnyks laiko ir erdvės apribojimai moksle ir prieiga prie žinių, galima kliūtimi liks tik prieiga prie technologijų. Virtualus modelis leis chirurgams mokytis neatliekant operacijų gyvam organizmui, o ekrano tikslumas sukurs tokią tikrovės kopiją, kad bus galima tiksliai atkurti realios procedūros realijas. įskaitant viso paciento kūno reakcijas. Virtuali operacinė, skaitmeninis pacientas? Tai dar netapo pedagoginiu pasiekimu!
Ta pati technologija leis planuoti konkrečias chirurgines procedūras konkretiems žmonėms. Atidžiai skenuodami jų kūnus ir sukūrę holografinį modelį, gydytojai galės sužinoti apie savo paciento anatomiją ir ligą neatlikdami invazinių tyrimų. Kiti gydymo etapai bus planuojami sergančių organų modeliais. Pradėdami realią operaciją, jie puikiai pažins operuojamo žmogaus kūną ir nieko nenustebins.
Treniruotės pagal virtualų paciento kūno modelį.
Technologijos nepakeis kontakto
Tačiau kyla klausimas, ar viską gali pakeisti technologijos? Joks prieinamas metodas nepakeis kontakto su tikru pacientu ir jo kūnu. Neįmanoma skaitmeniniu būdu atvaizduoti audinių jautrumo, jų struktūros ir konsistencijos, o juo labiau – žmogaus reakcijos. Ar įmanoma skaitmeniniu būdu atkurti žmogaus skausmą ir baimę? Nepaisant technologijų pažangos, jauniems gydytojams vis tiek teks susitikti su tikrais žmonėmis.
Ne be reikalo prieš keletą metų buvo rekomenduota dalyvauti medicinos studentams Lenkijoje ir visame pasaulyje seansai su tikrais pacientais ir formuoti savo santykius su žmonėmis, o akademinis personalas, be žinių įgijimo, taip pat mokosi empatijos, atjautos ir pagarbos žmonėms. Dažnai pasitaiko, kad pirmasis tikras medicinos studentų susitikimas su pacientu įvyksta praktikos ar praktikos metu. Atitrūkę nuo akademinės realybės, jie nesugeba susikalbėti su pacientais ir susidoroti su sunkiomis emocijomis. Vargu ar dėl naujų technologijų nulemtas tolesnis studentų atskyrimas nuo pacientų teigiamai atsilieps jauniems gydytojams. Ar sukurdami puikius specialistus padėsime jiems tiesiog išlikti žmonėmis? Juk gydytojas nėra amatininkas, o sergančio žmogaus likimas labai priklauso nuo žmogiško kontakto kokybės, nuo paciento pasitikėjimo savo gydytoju.
Seniai medicinos pradininkai – kartais net pažeisdami etiką – žinias įgydavo vien kontakto su kūnu pagrindu. Dabartinės medicinos žinios iš tikrųjų yra šių ieškojimų ir žmogaus smalsumo rezultatas. Kiek sunkiau buvo pažinti tikrovę, dar nieko iš tikrųjų nežinant, daryti atradimus, pasikliaujant vien savo patirtimi! Daugelis chirurginių gydymo būdų buvo sukurti bandymų ir klaidų būdu, ir nors kartais tai baigdavosi tragiškai pacientui, kitos išeities nebuvo.
Tuo pačiu metu šis eksperimentavimo su kūnu ir gyvu žmogumi jausmas tam tikru būdu išmokė pagarbos abiem. Tai privertė susimąstyti apie kiekvieną suplanuotą žingsnį ir priimti sunkius sprendimus. Ar virtualus kūnas ir virtualus pacientas gali išmokyti to paties? Ar kontaktas su holograma išmokys naujas gydytojų kartas pagarbos ir užuojautos, o pokalbis su virtualia projekcija padės ugdyti empatiją? Su šia problema susiduria mokslininkai, diegiantys skaitmenines technologijas medicinos universitetuose.
Be jokios abejonės, negalima pervertinti naujų techninių sprendimų indėlio į gydytojų ugdymą, tačiau ne viską gali pakeisti kompiuteris. Skaitmeninė realybė leis specialistams įgyti idealų išsilavinimą, taip pat leis išlikti „žmonėmis“ gydytojais.
Ateities technologijų vizualizacija – žmogaus kūno modelis.
Spausdinkite modelius ir detales
Pasaulio medicinoje jau yra daug vaizdo gavimo technologijų, kurios prieš keletą metų buvo laikomos kosminėmis. Ką turime po ranka 3D atvaizdavimas yra dar viena itin naudinga priemonė, naudojama sunkių atvejų gydymui. Nors 3D spausdintuvai yra gana nauji, medicinoje jie naudojami jau keletą metų. Lenkijoje jie daugiausia naudojami planuojant gydymą, įsk. širdies operacija. Kiekviena širdies yda – didelis nežinomybė, nes nėra dviejų vienodų atvejų, o kartais gydytojams sunku nuspėti, kas gali nustebinti atidarius paciento krūtinę. Mūsų turimos technologijos, tokios kaip magnetinio rezonanso tomografija ar kompiuterinė tomografija, negali tiksliai parodyti visų struktūrų. Todėl reikia giliau pažinti konkretaus paciento kūną, o gydytojai šią galimybę suteikia pasitelkdami XNUMXD vaizdus kompiuterio ekrane, toliau paverčiamus erdviniais modeliais iš silikono ar plastiko.
Lenkijos kardiochirurgijos centrai jau keletą metų naudoja širdies struktūrų skenavimo ir kartografavimo 3D modeliuose metodą, kurio pagrindu planuojamos operacijos.. Dažnai pasitaiko, kad tik erdvinis modelis atskleidžia problemą, kuri nustebintų chirurgą procedūros metu. Turimos technologijos leidžia išvengti tokių netikėtumų. Todėl tokio tipo tyrimai sulaukia vis daugiau rėmėjų, o ateityje klinikos diagnostikoje taiko 3D modelius. Panašiai šią technologiją naudoja ir nuolat tobulina kitų medicinos sričių specialistai.
Kai kurie centrai Lenkijoje ir užsienyje jau vykdo novatoriškas operacijas naudodami kaulų ar kraujagyslių endoprotezai spausdinta 3D technologija. Ortopedijos centrai visame pasaulyje yra 3D spausdinimo protezinės galūnės, kurios idealiai tinka konkrečiam pacientui. Ir, svarbiausia, jie yra daug pigesni nei tradiciniai. Prieš kurį laiką su susijaudinimu žiūrėjau ištrauką iš reportažo, kuriame buvo pasakojama apie berniuką su amputuota ranka. Jis gavo XNUMXD atspausdintą protezą, kuris buvo puiki Geležinio žmogaus, mažojo paciento mėgstamiausio superherojaus, rankos kopija. Jis buvo lengvesnis, pigesnis ir, svarbiausia, puikiai prigludęs nei įprasti protezai.
Medicinos svajonė yra padaryti kiekvieną trūkstamą kūno dalį, kurią būtų galima pakeisti dirbtiniu atitikmeniu 3D technologijoje, sukurto modelio pritaikymas konkretaus paciento reikalavimams. Tokios personalizuotos „atsarginės dalys“, atspausdintos už prieinamą kainą, padarytų perversmą šiuolaikinėje medicinoje.
Hologramos sistemos tyrimai tęsiami bendradarbiaujant su daugelio specialybių gydytojais. Jie jau pasirodo pirmosios programos su žmogaus anatomija ir pirmieji gydytojai sužinos apie ateities holografinę technologiją. 3D modeliai tapo šiuolaikinės medicinos dalimi ir leidžia sukurti geriausius gydymo būdus jūsų biure. Ateityje virtualios technologijos išspręs daugybę kitų problemų, su kuriomis bando kovoti medicina. Jis paruoš naujas gydytojų kartas, o mokslo ir žinių sklaidai ribų nebus.
