3D inom medicin: virtuell värld och ny teknik
Fram till nu har vi förknippat virtuell verklighet med datorspel, en drömvärld skapad för underhållning. Har någon tänkt att något som är en källa till nöje kan bli ett av medicinens diagnostiska verktyg i framtiden? Kommer läkares agerande i den virtuella världen att göra bättre specialister? Skulle de kunna engagera sig i mänsklig interaktion med en patient om de lärde sig det genom att bara prata med ett hologram?
Framsteg har sina egna lagar - vi bemästrar nya vetenskapsområden, skapar ny teknik. Det händer ofta att vi skapar något som ursprungligen hade ett annat syfte, men hittar en ny användning för det och utvidgar den ursprungliga idén till andra vetenskapsområden.
Detta är vad som hände med datorspel. I början av deras existens skulle de bara vara en källa till underhållning. Senare, när man såg hur lätt denna teknik hittade sin väg till ungdomar, skapades pedagogiska spel som kombinerade underhållning med lärande för att göra det mer intressant. Tack vare framsteg försökte deras skapare att göra de skapade världarna så verkliga som möjligt och uppnå nya tekniska möjligheter. Resultatet av dessa aktiviteter är spel där bildkvaliteten gör det omöjligt att skilja fiktion från verkligheten, och den virtuella världen blir så nära det verkliga att den tycks levandegöra våra fantasier och drömmar. Det var denna teknik som för några år sedan föll i händerna på forskare som försökte modernisera processen att utbilda läkare i en ny generation.
Träna och planera
Över hela världen står medicinska skolor och universitet inför en allvarlig barriär när det gäller undervisning i medicin och relaterade vetenskaper för studenter - bristen på biologiskt material för studier. Även om det är lätt att producera celler eller vävnader i laboratorier för forskningsändamål, blir detta mer av ett problem. mottagande organ för forskning. Nuförtiden är det mindre troligt att människor räddar sina kroppar för forskningsändamål. Det finns många kulturella och religiösa skäl till detta. Så vad ska eleverna lära sig? Figurer och föreläsningar ersätter aldrig direktkontakt med utställningen. För att försöka hantera detta problem skapades en virtuell värld som låter dig upptäcka den mänskliga kroppens hemligheter.
Virtuell bild av hjärtat och bröstkärlen.
Tis 2014, prof. Mark Griswold från Case Western Reserve University i USA, deltog i studien av ett holografiskt presentationssystem som tar användaren in i en virtuell värld och låter honom interagera med den. Som en del av testerna kunde han se hologrammens värld i den omgivande verkligheten och etablera kontakt i den virtuella världen med en annan person – en datorprojektion av en person i ett separat rum. Båda parter kunde prata med varandra i virtuell verklighet utan att se varandra. Resultatet av ytterligare samarbete mellan universitetet och dess personal med forskare var de första prototypansökningarna för studier av mänsklig anatomi.
Genom att skapa en virtuell värld kan du återskapa vilken struktur som helst av människokroppen och placera den i en digital modell. I framtiden kommer det att vara möjligt att skapa kartor över hela organismen och utforska människokroppen i form av ett hologram, tittar på honom från alla håll, utforskar hemligheterna bakom enskilda organs funktion och har en detaljerad bild av dem framför ögonen. Studenter kommer att kunna studera anatomi och fysiologi utan kontakt med en levande person eller dennes döda kropp. Dessutom kommer till och med en lärare att kunna genomföra klasser i form av sin holografiska projektion, utan att vara på en given plats. Tidsmässiga och rumsliga begränsningar inom vetenskap och tillgång till kunskap kommer att försvinna, endast tillgång till teknik kommer att förbli en möjlig barriär. Den virtuella modellen kommer att tillåta kirurger att lära sig utan att behöva utföra operationer på en levande organism, och displayens noggrannhet kommer att skapa en sådan kopia av verkligheten att det kommer att vara möjligt att troget återskapa verkligheten i en verklig procedur. inklusive reaktionerna från hela patientens kropp. Virtuell operationssal, digital patient? Detta har ännu inte blivit en pedagogisk bedrift!
Samma teknik kommer att möjliggöra planering av specifika kirurgiska ingrepp för specifika personer. Genom att noggrant skanna sina kroppar och skapa en holografisk modell kommer läkare att kunna lära sig om sin patients anatomi och sjukdom utan att utföra invasiva tester. Nästa stadier av behandlingen kommer att planeras på modeller av sjuka organ. När de påbörjar en verklig operation kommer de att känna till den opererade personens kropp perfekt och ingenting kommer att överraska dem.
Träning på en virtuell modell av patientens kropp.
Teknik ersätter inte kontakt
Men frågan uppstår, kan allt ersättas av teknik? Ingen tillgänglig metod kommer att ersätta kontakt med en riktig patient och med dennes kropp. Det är omöjligt att digitalt visa vävnadernas känslighet, deras struktur och konsistens, och ännu mer mänskliga reaktioner. Är det möjligt att digitalt reproducera mänsklig smärta och rädsla? Trots tekniska framsteg kommer unga läkare fortfarande att behöva träffa riktiga människor.
Inte utan anledning rekommenderades det för flera år sedan att läkarstudenter i Polen och runt om i världen skulle delta sessioner med riktiga patienter och forma sina relationer med människor, och att akademisk personal, förutom att skaffa sig kunskap, också lär sig empati, medkänsla och respekt för människor. Det händer ofta att det första riktiga mötet av läkarstudenter med en patient inträffar under en praktik eller praktik. Utslitna från den akademiska verkligheten kan de inte prata med patienter och klara av sina svåra känslor. Det är osannolikt att ytterligare separation av studenter från patienter orsakade av ny teknik kommer att ha en positiv inverkan på unga läkare. Kommer vi att hjälpa dem att helt enkelt förbli människor genom att skapa utmärkta yrkesmän? En läkare är trots allt inte en hantverkare, och en sjuk persons öde beror till stor del på kvaliteten på mänsklig kontakt, på det förtroende som patienten har för sin läkare.
För länge sedan skaffade medicinens pionjärer – ibland till och med i strid med etiken – kunskap enbart på basis av kontakt med kroppen. Den nuvarande medicinska kunskapen är faktiskt resultatet av dessa uppdrag och mänsklig nyfikenhet. Hur mycket svårare det var att inse verkligheten, fortfarande inte riktigt veta någonting, att göra upptäckter, enbart förlita sig på sin egen erfarenhet! Många kirurgiska behandlingar utvecklades genom försök och misstag, och även om detta ibland slutade tragiskt för patienten, fanns det ingen annan utväg.
Samtidigt lärde denna känsla av experimenterande på kroppen och den levande människan på något sätt respekt för båda. Detta fick mig att tänka på varje planerat steg och fatta svåra beslut. Kan en virtuell kropp och en virtuell patient lära ut samma sak? Kommer kontakt med ett hologram att lära nya generationer av läkare respekt och medkänsla, och kommer att prata med en virtuell projektion hjälpa till att utveckla empati? Denna fråga står inför forskare som implementerar digital teknik vid medicinska universitet.
Utan tvekan kan bidraget från nya tekniska lösningar till utbildningen av läkare inte överskattas, men allt kan inte ersättas av en dator. Den digitala verkligheten kommer att tillåta specialister att få en idealisk utbildning och kommer också att tillåta dem att förbli "mänskliga" läkare.
Visualisering av framtidens teknik - en modell av människokroppen.
Skriv ut modeller och detaljer
Inom världsmedicinen finns det redan många bildtekniker som ansågs vara kosmiska för några år sedan. Vad vi har till hands 3D-renderingar är ett annat extremt användbart verktyg som används vid behandling av svåra fall. Även om 3D-skrivare är relativt nya, har de använts inom medicin i flera år. I Polen används de främst vid behandlingsplanering, inkl. hjärtkirurgi. Varje hjärtfel är en stor okänd, eftersom inga två fall är desamma, och ibland är det svårt för läkare att förutse vad som kan överraska dem efter att ha öppnat en patients bröst. Den teknik som är tillgänglig för oss, såsom magnetisk resonanstomografi eller datortomografi, kan inte exakt visa alla strukturer. Därför finns det ett behov av en djupare förståelse av en viss patients kropp, och läkare ger denna möjlighet med hjälp av XNUMXD bilder på en datorskärm, ytterligare översatta till rumsliga modeller gjorda av silikon eller plast.
Polska hjärtkirurgiska centra har använt metoden att skanna och kartlägga hjärtstrukturer i 3D-modeller i flera år, utifrån vilka operationer planeras.. Det händer ofta att endast den rumsliga modellen avslöjar ett problem som skulle överraska kirurgen under ingreppet. Den tillgängliga tekniken gör att vi kan undvika sådana överraskningar. Därför får den här typen av undersökning allt fler anhängare, och i framtiden använder kliniker 3D-modeller i diagnostik. Specialister inom andra medicinområden använder denna teknik på liknande sätt och utvecklar den ständigt.
Vissa centra i Polen och utomlands utför redan pionjärverksamhet med hjälp av ben- eller vaskulära endoproteser tryckt med 3D-teknik. Ortopediska centra runt om i världen är 3D-utskriftsproteser som är idealiska för en viss patient. Och, viktigare, de är mycket billigare än traditionella. För en tid sedan såg jag med känsla ett utdrag ur ett reportage som visade historien om en pojke med en amputerad arm. Han fick en XNUMXD-tryckt protes som var en perfekt kopia av armen på Iron Man, den lilla patientens favoritsuperhjälte. Den var lättare, billigare och, viktigast av allt, perfekt anpassad än konventionella proteser.
Drömmen om medicin är att göra varje saknad kroppsdel som kan ersättas med en artificiell motsvarighet inom 3D-teknik, anpassning av den skapade modellen till kraven hos en viss patient. Sådana personliga "reservdelar" tryckta till ett överkomligt pris skulle revolutionera modern medicin.
Forskning om hologramsystemet fortsätter i samarbete med läkare från många specialiteter. De dyker redan upp första apparna med mänsklig anatomi och de första läkarna kommer att lära sig om framtidens holografiska teknologi. 3D-modeller har blivit en del av modern medicin och låter dig utveckla de bästa behandlingarna i avskildhet på ditt kontor. I framtiden kommer virtuella teknologier att lösa många andra problem som medicinen försöker bekämpa. Det kommer att förbereda nya generationer läkare, och det kommer inte att finnas någon gräns för spridningen av vetenskap och kunskap.
