Virtuálna realita sa už využíva v mnohých odvetviach. Technológia VR umožňuje virtuálne simulovať operácie a pracovať so strachom pacientov. VR a AR nachádzajú čoraz viac nových aplikácií v medicíne a my sa môžeme tešiť na to, ako v budúcnosti ovplyvnia náš systém zdravotnej starostlivosti. Mohla by virtuálna realita priniesť revolúciu v medicíne? Bude naša návšteva u lekára alebo pobyt v nemocnici v blízkej budúcnosti vyzerať úplne inak ako dnes?
Aby sme na tieto otázky odpovedali, podrobili sme VR testu: Ukazujú príklady medicínskych aplikácií, kam toto odvetvie smeruje, alebo sú to len výskumné projekty bez perspektívy do budúcnosti? Môžu sa VR a AR presadiť ako trvalé prvky v zdravotníctve? Nižšie sa zaoberáme týmito otázkami prostredníctvom rozpracovania jednotlivých oblastí virtuálnej reality, rozšírenej reality a zmiešanej reality a skúmania ich potenciálu pre sektor zdravotníctva.
1. Virtuálna realita: nové možnosti vizualizácie anatómie
Súčasné vzdelávanie zdravotníckych pracovníkov vďaka technológii VR
Technológia VR ponúka mnoho možností využitia pri vzdelávaní zdravotníckych pracovníkov. Namiesto statických dvojrozmerných obrázkov možno teraz anatómiu vyučovať vizuálne pomocou 3D vizualizácie. Fyziologické princípy, ako aj vnútorné procesy ľudského tela sa dajú vizualizovať. Študenti môžu nielen vidieť orgány a tkanivá vo virtuálnej realite, ale majú aj možnosť s nimi komunikovať úplne novým spôsobom. Jednotlivé orgány si môžete prezerať zo všetkých strán a otáčať ich o 360 stupňov. Technológia virtuálnej reality tak umožňuje cestovať v ľudskom tele. Pre študentov medicíny je obzvlášť dôležité, aby počas odbornej prípravy získali čo najviac praktických skúseností bez toho, aby bola ohrozená bezpečnosť pacientov. Používanie VR HealthCare spĺňa tieto požiadavky a umožňuje študentom vidieť ľudské telo novým spôsobom. Jednotlivé chirurgické kroky a techniky sa môžu precvičovať a opakovať tak často, ako je potrebné. Týmto spôsobom sa špeciálne trénujú a zdokonaľujú zručnosti študentov medicíny.
Jedným z príkladov možného využitia virtuálnej reality je inštalácia umelého bedrového kĺbu vo virtuálnej operačnej sále. VR simulátor tu simuluje sily pôsobiace na lekára počas frézovania acetabula. Aby sa vytvorila realistická situácia, vo virtuálnej operačnej sále sa nachádzajú aj potrební asistenti lekára, chirurgickí asistenti a potrebné chirurgické nástroje. VR simulátor umožňuje simulovať rôzne typy pacientov, rôznu hustotu kostí, rôzne prístupy ku bedrovému kĺbu a viaceré chirurgické nástroje a virtuálne precvičovať rôzne krízové situácie.
Vizualizácia údajov pre plánovanie operačných sál
Okrem vzdelávania študentov medicíny pomáha technológia VR aj pri plánovaní operácií. Dôvodom je skutočnosť, že pred operáciou je lekárom predložené veľké množstvo údajov a informácií, ktoré je potrebné kvalifikovane zobraziť a zmapovať. Vo virtuálnej realite možno údaje kombinovať s obrazmi a realisticky ich zobrazovať. Orgány a tkanivá, ktoré sa majú ošetriť, sú pre operujúceho lekára vizualizované trojrozmerne, môže si ich prezerať zo všetkých strán a otáčať ich podľa vlastného uváženia.
S cieľom poskytnúť chirurgom čo najrealistickejší obraz operovanej časti tela vyvinuli výskumníci z oddelenia biomedicínskeho inžinierstva Univerzitnej nemocnice v Bazileji a Bazilejskej univerzity proces, ktorý v reálnom čase konvertuje dvojrozmerné obrazy z CT snímok na trojrozmerné virtuálne priestory. To umožňuje lekárom vidieť operovaný kĺb v troch rozmeroch v ľubovoľnom uhle a pri ľubovoľnom zväčšení. Vďaka virtuálnej realite môže lekár získať veľmi intuitívnu predstavu o tom, čo je počas operácie možné.
Prenos znalostí prostredníctvom virtuálnych dátových miestností
Virtuálne svety umožňujú aj prenos vedomostí. Napríklad odborníci z iných miest a krajín sa môžu pripojiť k virtuálnym dátovým miestnostiam, čo umožňuje zdieľanie informácií.
Jedným z príkladov sú nádorové komisie, v ktorých odborníci z rôznych oblastí spolupracujú pri hľadaní najlepšej liečby pre pacienta.
Boj proti fóbiám vo virtuálnych svetoch
Virtuálna realita ponúka mnoho možností využitia aj pri liečbe pacientov. Vlastnosti virtuálnej reality sú obzvlášť vhodné na liečbu fóbií, čo je oblasť, v ktorej sa už podarilo dosiahnuť prelom. Vo virtuálnom svete totiž môžu pacienti čeliť svojim obavám bez strachu. Môžu sa naučiť ovládať svoje emócie a reakcie a vyrovnať sa so svojimi obavami.
Príkladom je Medicínske centrum virtuálnej reality v USA, ktoré sa špecializuje na liečbu fóbií pomocou technológie VR. Pomocou virtuálnej reality sa tu liečia fóbie ako strach z lietania, strach z výšok, klaustrofóbia, arachnofóbia, panická porucha alebo posttraumatická stresová porucha. Pacienti sa učia ovládať svoj strach vo virtuálnych svetoch. Liečba prebieha v niekoľkých fázach. Takto pacient pomaly a postupne spoznáva svoju úzkosť vo virtuálnom svete. VR je vynikajúca na liečbu fóbií, pretože sa dá prispôsobiť potrebám a vývoju každého pacienta.
V Londýne sa skúma aj liečba virtuálnej fóbie. Inštitút psychiatrie na King's College napríklad skúma terapiu paranoje. Pacienti sú tu umiestnení do virtuálneho baru, kde musia komunikovať s avatarmi. Avatary sú na tento účel zámerne umelé, ale psychológovia prostredníctvom nich komunikujú so svojimi pacientmi. V pozadí sa o vás rozprávajú ostatní návštevníci baru alebo si z pacienta uťahujú. Cieľom je pripraviť pacienta na reálne životné situácie a prekonať jeho sociálne obavy.
2. Rozšírená realita: ako si tablety nachádzajú cestu na operačnú sálu
Vizualizácia a navigácia počas operácií
Pomocou technológie rozšírenej reality možno údaje zobrazovať na tablete, okuliaroch na prezeranie údajov alebo na projektore. V medicíne môže chirurg získať vypočítané snímky ciev alebo orgánov, napríklad srdca. Optické sledovacie systémy umožňujú prenášať informácie o pacientovi a živé obrazy tela na monitory v operačnej sále. Na základe týchto informácií môže lekár vedieť, kde začať, aby dosiahol čo najlepší výsledok.
Na rozšírenej realite v medicíne pracujú aj informatici z Technickej univerzity v Mníchove. Spolu s chirurgmi z Univerzitnej chirurgickej nemocnice vyvíjajú počítačový vizualizačný a navigačný systém pre minimálne invazívne operácie. Počas minimálne invazívnych zákrokov sa chirurg musí spoliehať na obrazovky vedľa operačného stola, ktoré mu zobrazujú obraz z endoskopickej kamery, a tak ho vedú cez telo pacienta. Počas operácie musí chirurg neustále pohybovať hlavou sem a tam medzi obrazovkou a pacientom. Cieľom výskumného tímu je využiť rozšírenú realitu na uľahčenie práce počas minimálne invazívnych operácií prostredníctvom superponovania informácií priamo do zorného poľa chirurga.
Použitie v onkologických operáciách
Výskumníci Fraunhoferovej spoločnosti tiež vyvinuli navigačnú pomôcku založenú na technológii rozšírenej reality, ktorá sa môže používať pri operáciách rakoviny. V prípade zhubných nádorov je potrebné určiť presnú lokalizáciu metastáz, aby ich bolo možné úplne odstrániť. Systém 3D ARILE je navrhnutý tak, aby pomohol určiť presnú polohu lymfatickej uzliny. Využíva okuliare rozšírenej reality s výkonným softvérom, kamery s blízkym infračerveným žiarením a fluorescenčné farbivo indocyanínová zeleň. Chorá lymfatická uzlina je viditeľná vďaka fluorescenčnému farbivu. Kamery v blízkej infračervenej oblasti zachytávajú fluorescenciu a rekonštruujú chorú lymfatickú uzlinu v 3D. Jeho poloha sa potom v reálnom čase zobrazuje na obrazovke okuliarov AR pre chirurga. Takto môže zistiť, či sa mu podarilo odstrániť všetko choré tkanivo.
3. Zmiešaná realita v medicíne
HoloLens ako nástroj na učenie
Mnohé zdravotnícke zariadenia sa spoliehajú na používanie HoloLens a využívajú hologramy na školenie zdravotníckych pracovníkov alebo dokonca na plánovanie a vykonávanie operácií. Príkladom využitia zmiešanej reality sú lekárske simulátory, napríklad ultrazvukový simulátor a simulátor pôrodu.
Ultrazvukový simulátor poskytuje zdravotníckym pracovníkom možnosť anatomického zobrazenia častí tela, ich zväčšenia a otáčania podľa potreby. Pomocou simulátora je možné sledovať fluoroskopiu ľudskej anatómie v reálnom čase.
Simulátor pôrodu možno použiť na výučbu všetkých fáz pôrodu, ako aj núdzových scenárov.
Pomocou 3D hologramov môžu lekári vidieť nenarodené dieťa a sledovať jeho pohyb pôrodnými cestami. Súčasťou vzdelávacej aplikácie je aj riešenie dystokie ramien, komplikácie, ktorá sa môže vyskytnúť počas prirodzeného pôrodu.
Vizualizácia operácií pomocou hologramov
Okrem školení má zmiešaná realita uplatnenie aj v chirurgii. Hologramy pomáhajú lekárom ešte intenzívnejšie sa pripraviť na nadchádzajúcu operáciu a umožňujú aj lepšie vzdelávanie pacientov. Zmiešaná realita je užitočným nástrojom pri plánovaní chirurgických zákrokov. V intervenčnom centre Univerzitnej nemocnice v Osle sa chirurgická liečba rakoviny pečene a terapia detí so srdcovými chybami dopĺňa použitím zmiešanej reality. Týmto spôsobom sa vopred vytvoria 3D modely, ktoré presne zobrazujú pečeň, cievy a nádory. Vďaka tejto vizualizácii je možné presnejšie naplánovať ďalšie kroky a určiť správny postup pri vykonávaní týchto operácií.
Počas operácie môžu chirurgovia používať zmiešanú realitu na presnejšie posúdenie anatomických podmienok a rýchlu lokalizáciu operovanej oblasti. Jednou z oblastí použitia je preto práca s epilepsickými ložiskami v mozgu. Tieto ložiská sú zvyčajne viditeľné len na snímkach MRI. Počas operácie však nie je možné rozlíšiť choré tkanivo od zdravého. Je však dôležité, aby sa tieto ložiská úplne odstránili, aby sa trvalo zabránilo epileptickým záchvatom. Pomocou zmiešanej reality môžu chirurgovia získať snímky pacienta z magnetickej rezonancie a počítačovej tomografie, holograficky zobrazené na HoloLens, a tak určiť, ktoré tkanivo je postihnuté. Úrazoví chirurgovia môžu zmiešanú realitu využiť napríklad aj pri opätovnom zostavovaní roztrieštených kostí. Pomocou HoloLens dostane chirurg holografické snímky z CT a môže zostaviť kosti v správnom uhle.
4. Záver
Náš záver týkajúci sa využitia VR, AR alebo MR v medicíne možno formulovať takto: Virtuálna realita prinesie revolúciu v tomto odvetví, ale ešte má pred sebou dlhú cestu. Buďme úprimní: keď ste naposledy navštívili svojho zubára alebo všeobecného lekára, prejavovali ste nejaké príznaky VR? Pravdepodobne nie.
To odráža stav trhu: virtuálna realita, rozšírená realita a zmiešaná realita určite ponúkajú fantastické možnosti. Vďaka svojej pohlcujúcej povahe, ako aj schopnosti poskytovať cenné dodatočné informácie sa technológia VR môže úspešne využívať pri výcviku zdravotníckych pracovníkov, ako aj pri plánovaní a vykonávaní operácií. Prípady využitia VR sa však v súčasnosti obmedzujú na spektrum zdravotníckeho sektora: hovoríme o ordináciách, renomovaných ústavoch alebo výskumných inštitúciách, ktoré v súčasnosti propagujú virtuálnu realitu, rozšírenú realitu a zmiešanú realitu.
K ich všeobecnému významu je ešte ďaleko. To sa však môže rýchlo zmeniť, ako ukázala minulosť (napr. 3D tlač v zubnom lekárstve). Na to, aby sa tak stalo, sa však musí spojiť niekoľko faktorov, čo vyplýva aj z osobitnej štruktúry a regulácie trhu: Po otestovaní a prijatí technologických inovácií príslušnými rozhodovacími orgánmi, združeniami a inštitúciami môže dôjsť k ich implementácii veľmi rýchlo. A skôr než sa nazdáte, pri ďalšej návšteve lekára bude pred vami stáť praktický lekár s tabletom namiesto stetoskopu...