3D v medicíne: virtuálny svet a nové technológie
Virtuálnu realitu sme si doteraz spájali s počítačovými hrami, vysnívaným svetom stvoreným pre zábavu. Napadlo niekoho, že niečo, čo je zdrojom potešenia, by sa v budúcnosti mohlo stať jedným z diagnostických nástrojov v medicíne? Urobí z pôsobenia lekárov vo virtuálnom svete lepších špecialistov? Dokázali by sa zapojiť do ľudskej interakcie s pacientom, ak by sa to naučili rozprávaním iba s hologramom?
Pokrok má svoje zákonitosti – ovládame nové oblasti vedy, vytvárame nové technológie. Často sa stáva, že vytvoríme niečo, čo malo pôvodne iný účel, no nájdeme pre to nové využitie a rozšírime pôvodnú myšlienku aj do iných oblastí vedy.
To sa stalo s počítačovými hrami. Na začiatku svojej existencie mali byť len zdrojom zábavy. Neskôr, keď sme videli, ako ľahko si táto technológia našla cestu k mladým ľuďom, vznikli vzdelávacie hry, ktoré kombinovali zábavu s učením, aby to bolo zaujímavejšie. Ich tvorcovia sa vďaka pokroku snažili vytvárať vytvorené svety čo najreálnejšie, dosahujúc nové technologické možnosti. Výsledkom týchto aktivít sú hry, v ktorých kvalita obrazu znemožňuje rozlíšiť fikciu od reality a virtuálny svet sa tak približuje skutočnému, že akoby oživoval naše fantázie a sny. Práve táto technológia sa pred pár rokmi dostala do rúk vedcov, ktorí sa snažili zmodernizovať proces prípravy lekárov novej generácie.
Trénuj a plánuj
Lekárske fakulty a univerzity na celom svete čelia vážnej prekážke pri výučbe medicíny a príbuzných vied pre študentov – nedostatku biologického materiálu na štúdium. Hoci je ľahké vyrábať bunky alebo tkanivá v laboratóriách na výskumné účely, stáva sa to čoraz väčším problémom. prijímajúce orgány pre výskum. V súčasnosti je menej pravdepodobné, že si ľudia zachránia svoje telo na výskumné účely. Existuje na to veľa kultúrnych a náboženských dôvodov. Čo by sa teda študenti mali naučiť? Figúrky a prednášky nikdy nenahradia priamy kontakt s exponátom. V snahe vyrovnať sa s týmto problémom bol vytvorený virtuálny svet, ktorý vám umožní objaviť tajomstvá ľudského tela.
Virtuálny obraz srdca a hrudných ciev.
utorok 2014, Prednášal prof. Mark Griswold z Case Western Reserve University v USA sa podieľal na štúdii holografického prezentačného systému, ktorý používateľa prenesie do virtuálneho sveta a umožní mu s ním interakciu. V rámci testov mohol vidieť svet hologramov v okolitej realite a nadviazať kontakt vo virtuálnom svete s inou osobou – počítačová projekcia osoby v samostatnej miestnosti. Obe strany sa mohli vo virtuálnej realite rozprávať bez toho, aby sa videli. Výsledkom ďalšej spolupráce univerzity a jej pracovníkov s vedcami boli prvé prototypové aplikácie na štúdium ľudskej anatómie.
Vytvorenie virtuálneho sveta vám umožňuje znovu vytvoriť akúkoľvek štruktúru ľudského tela a umiestniť ju do digitálneho modelu. V budúcnosti bude možné vytvárať mapy celého organizmu a skúmať ľudské telo vo forme hologramu, sledovať ho zo všetkých strán, skúmať tajomstvá fungovania jednotlivých orgánov, mať pred očami ich detailný obraz. Študenti budú môcť študovať anatómiu a fyziológiu bez kontaktu so živým človekom alebo jeho mŕtvym telom. Navyše aj učiteľ bude môcť viesť hodiny formou svojej holografickej projekcie, pričom nebude na danom mieste. Časové a priestorové obmedzenia vo vede a prístupe k vedomostiam zmiznú, možnou bariérou zostane len prístup k technológiám. Virtuálny model umožní chirurgom učiť sa bez toho, aby museli vykonávať operácie na živom organizme a presnosť zobrazenia vytvorí takú kópiu reality, že bude možné verne reprodukovať reálie reálneho zákroku. vrátane reakcií celého tela pacienta. Virtuálna operačná sála, digitálny pacient? Toto sa ešte nestalo pedagogickým úspechom!
Rovnaká technológia umožní plánovanie konkrétnych chirurgických zákrokov pre konkrétnych ľudí. Starostlivým skenovaním ich tiel a vytvorením holografického modelu sa lekári budú môcť dozvedieť o anatómii a chorobe svojho pacienta bez vykonania invazívnych testov. Ďalšie štádiá liečby budú naplánované na modeloch chorých orgánov. Pri začatí skutočnej operácie dokonale spoznajú telo operovaného a nič ich neprekvapí.
Tréning na virtuálnom modeli tela pacienta.
Technológia nenahradí kontakt
Vynára sa však otázka, dá sa všetko nahradiť technológiou? Žiadna dostupná metóda nenahradí kontakt so skutočným pacientom a s jeho telom. Je nemožné digitálne zobraziť citlivosť tkanív, ich štruktúru a konzistenciu, a ešte viac ľudské reakcie. Je možné digitálne reprodukovať ľudskú bolesť a strach? Napriek pokroku v technológii sa mladí lekári budú musieť stále stretávať so skutočnými ľuďmi.
Nie bezdôvodne sa pred niekoľkými rokmi odporúčalo, aby sa zúčastnili študenti medicíny v Poľsku a na celom svete sedenia so skutočnými pacientmi a formovať svoje vzťahy s ľuďmi, a aby sa akademickí pracovníci okrem získavania vedomostí naučili aj empatii, súcitu a rešpektu k ľuďom. Často sa stáva, že k prvému skutočnému stretnutiu študentov medicíny s pacientom dôjde na stáži alebo stáži. Vytrhnutí z akademickej reality sa nedokážu s pacientmi porozprávať a vyrovnať sa s ich ťažkými emóciami. Je nepravdepodobné, že ďalšie oddeľovanie študentov od pacientov spôsobené novou technológiou bude mať pozitívny dopad na mladých lekárov. Pomôžeme im jednoducho zostať ľudskými bytosťami vytvorením vynikajúcich profesionálov? Lekár predsa nie je remeselník a osud chorého človeka vo veľkej miere závisí od kvality ľudského kontaktu, od dôvery, ktorú má pacient k svojmu lekárovi.
Dávno priekopníci medicíny – niekedy dokonca v rozpore s etikou – získavali vedomosti výlučne na základe kontaktu s telom. Súčasné medicínske poznatky sú vlastne výsledkom týchto pátraní a ľudskej zvedavosti. O čo ťažšie bolo spoznať realitu, stále nič poriadne nepoznajúc, robiť objavy, spoliehajúc sa len na vlastnú skúsenosť! Mnoho chirurgických liečebných postupov bolo vyvinutých prostredníctvom pokusov a omylov, a hoci to niekedy skončilo pre pacienta tragicky, nebolo iného východiska.
Zároveň tento zmysel pre experimentovanie na tele a živom človeku istým spôsobom naučil rešpektu k obom. To ma prinútilo premýšľať o každom plánovanom kroku a robiť ťažké rozhodnutia. Môže virtuálne telo a virtuálny pacient naučiť to isté? Naučí kontakt s hologramom nové generácie lekárov rešpektu a súcitu a pomôže rozhovor s virtuálnou projekciou rozvíjať empatiu? Tomuto problému čelia vedci implementujúci digitálne technológie na lekárskych univerzitách.
Prínos nových technických riešení pre vzdelávanie lekárov nemožno nepochybne preceňovať, no nie všetko sa dá nahradiť počítačom. Digitálna realita umožní odborníkom získať ideálne vzdelanie a tiež im umožní zostať „ľudskými“ lekármi.
Vizualizácia technológie budúcnosti – model ľudského tela.
Tlač modelov a detailov
Vo svetovej medicíne už existuje veľa zobrazovacích technológií, ktoré boli pred pár rokmi považované za kozmické. Čo máme po ruke 3D vykresľovanie je ďalší mimoriadne užitočný nástroj používaný pri liečbe zložitých prípadov. Hoci sú 3D tlačiarne relatívne nové, v medicíne sa používajú už niekoľko rokov. V Poľsku sa využívajú najmä pri plánovaní liečby vr. operácia srdca. Každá srdcová chyba je veľkou neznámou, pretože neexistujú dva rovnaké prípady a niekedy je pre lekárov ťažké predpovedať, čo ich po otvorení hrudníka pacienta môže prekvapiť. Technológie, ktoré máme k dispozícii, ako napríklad magnetická rezonancia alebo počítačová tomografia, nedokážu presne zobraziť všetky štruktúry. Preto je potrebné hlbšie pochopenie tela konkrétneho pacienta a lekári túto možnosť poskytujú pomocou XNUMXD obrázkov na obrazovke počítača, ďalej pretavených do priestorových modelov vyrobených zo silikónu alebo plastu.
Poľské kardiochirurgické centrá už niekoľko rokov využívajú metódu skenovania a mapovania srdcových štruktúr v 3D modeloch, na základe ktorých sa plánujú operácie.. Často sa stáva, že až priestorový model odhalí problém, ktorý by chirurga pri zákroku prekvapil. Dostupná technológia nám umožňuje vyhnúť sa takýmto prekvapeniam. Preto si tento typ vyšetrenia získava čoraz viac priaznivcov a v budúcnosti kliniky využívajú pri diagnostike 3D modely. Špecialisti v iných oblastiach medicíny využívajú túto technológiu podobným spôsobom a neustále ju vyvíjajú.
Niektoré strediská v Poľsku a zahraničí už vykonávajú priekopnícke operácie pomocou kostné alebo cievne endoprotézy vytlačené 3D technológiou. Ortopedické centrá po celom svete sú protetické končatiny s 3D tlačou, ktoré sú ideálne vhodné pre konkrétneho pacienta. A čo je dôležité, sú oveľa lacnejšie ako tradičné. Pred časom som s dojatím sledoval úryvok z reportáže, ktorá ukazovala príbeh chlapca s amputovanou rukou. Dostal protézu s potlačou XNUMXD, ktorá bola dokonalou replikou paže Iron Mana, obľúbeného superhrdinu malého pacienta. Bola ľahšia, lacnejšia a hlavne perfektne sediaca ako bežné protézy.
Snom medicíny je vytvoriť každú chýbajúcu časť tela, ktorú možno nahradiť umelým ekvivalentom v 3D technológii, prispôsobenie vytvoreného modelu požiadavkám konkrétneho pacienta. Takéto personalizované „náhradné diely“ vytlačené za dostupnú cenu by spôsobili revolúciu v modernej medicíne.
Výskum holografického systému pokračuje v spolupráci s lekármi z mnohých špecializácií. Už sa objavujú prvé aplikácie s ľudskou anatómiou a prví lekári sa dozvedia o holografickej technológii budúcnosti. 3D modely sa stali súčasťou modernej medicíny a umožňujú vám vyvinúť tie najlepšie liečebné postupy v súkromí vašej kancelárie. Virtuálne technológie v budúcnosti vyriešia mnoho ďalších problémov, s ktorými sa medicína snaží bojovať. Pripraví nové generácie lekárov a šírenie vedy a vedomostí nebude mať žiadne obmedzenia.
