3D az orvostudományban: virtuális világ és új technológiák

A virtuális valóságot eddig a számítógépes játékokkal, a szórakoztatásra teremtett álomvilággal társítottuk. Gondolta volna valaki, hogy valami, ami örömforrás, a jövőben az orvostudomány egyik diagnosztikai eszközévé válhat? Vajon az orvosok virtuális világban tett lépései jobb szakemberekké válnak? Képesek lennének emberi interakcióba lépni egy pácienssel, ha csak egy hologramhoz beszélve tanulnák meg?

A haladásnak megvannak a maga törvényei – a tudomány új területeit sajátítjuk el, új technológiákat hozunk létre. Gyakran megesik, hogy olyat alkotunk, aminek eredetileg más célja volt, de új felhasználást találunk neki, és kiterjesztjük az eredeti ötletet a tudomány más területeire.

Ez történt a számítógépes játékokkal. Fennállásuk kezdetén csak a szórakozás forrásának számítottak. Később, látva, hogy ez a technológia milyen könnyen eljut a fiatalokhoz, olyan oktatójátékokat hoztak létre, amelyek a szórakozást a tanulással kombinálták, hogy érdekesebbé tegyék azt. A haladásnak köszönhetően alkotóik igyekeztek minél valóságosabbá tenni a teremtett világokat, új technológiai lehetőségeket elérni. Ezeknek a tevékenységeknek az eredménye olyan játékok, amelyekben a képminőség lehetetlenné teszi a fikció és a valóság megkülönböztetését, a virtuális világ pedig olyan közel kerül a valósághoz, hogy úgy tűnik, hogy megeleveníti fantáziánkat és álmainkat. Ez a technológia néhány évvel ezelőtt került olyan tudósok kezébe, akik megpróbálták modernizálni az új generáció orvosainak képzési folyamatát.

Vonatkozz és tervezz

Világszerte az orvosi iskolák és egyetemek komoly akadályokkal szembesülnek az orvostudomány és a kapcsolódó tudományok hallgatói oktatása során – a tanulmányozáshoz szükséges biológiai anyagok hiányával. Bár könnyű laboratóriumi sejteket vagy szöveteket előállítani kutatási célokra, ez egyre nagyobb problémát jelent. kutatásra fogadó szervek. Manapság az emberek ritkábban mentik testüket kutatási célokra. Ennek számos kulturális és vallási oka van. Mit kell tehát tanulniuk a diákoknak? A figurák és az előadások soha nem helyettesítik a kiállítással való közvetlen kapcsolatot. Ezzel a problémával próbálva megbirkózni egy virtuális világgal, amely lehetővé teszi az emberi test titkainak felfedezését.

A szív és a mellkasi erek virtuális képe.

2014. kedd, prof. Mark Griswold az egyesült államokbeli Case Western Reserve Egyetemen részt vett egy holografikus prezentációs rendszer vizsgálatában, amely egy virtuális világba vezeti a felhasználót, és lehetővé teszi számára, hogy kapcsolatba lépjen vele. A tesztek részeként megláthatta a hologramok világát a környező valóságban, és a virtuális világban kapcsolatot létesített egy másik személlyel - egy személy számítógépes vetülete egy külön szobában. Mindkét fél beszélhetett egymással a virtuális valóságban anélkül, hogy látnák egymást. Az egyetem és munkatársai között a tudósokkal folytatott további együttműködés eredménye az első prototípus alkalmazások az emberi anatómia tanulmányozására.

A virtuális világ létrehozása lehetővé teszi az emberi test bármely szerkezetének újraalkotását és digitális modellbe helyezését. A jövőben lehetőség nyílik az egész szervezet térképeinek elkészítésére és az emberi test hologram formájában történő felfedezésére, minden oldalról figyelve őt, feltárva az egyes szervek működésének titkait, szeme előtt részletes képpel róluk. A hallgatók anatómiát és élettant tanulhatnak anélkül, hogy élő személlyel vagy holttestével érintkeznének. Sőt, még egy tanár is képes lesz az órákat holografikus vetülete formájában vezetni, nem egy adott helyen. A tudomány és a tudáshoz való hozzáférés időbeli és térbeli korlátai megszűnnek, csak a technológiához való hozzáférés marad lehetséges akadály. A virtuális modell lehetővé teszi a sebészek számára, hogy anélkül tanuljanak, hogy élő szervezeten kellene műtéteket végrehajtaniuk, a megjelenítés pontossága pedig olyan másolatot hoz létre a valóságról, hogy hűen reprodukálható lesz egy valós eljárás valósága. beleértve a beteg egész testének reakcióit. Virtuális műtő, digitális beteg? Ebből még nem lett pedagógiai teljesítmény!

Ugyanez a technológia lehetővé teszi konkrét sebészeti beavatkozások tervezését bizonyos emberek számára. Testük gondos letapogatásával és holografikus modell létrehozásával az orvosok invazív tesztek elvégzése nélkül is megismerhetik páciensük anatómiáját és betegségét. A kezelés következő szakaszait a beteg szervek modelljein tervezik. Egy valódi műtét megkezdésekor tökéletesen ismerik az operált személy testét, és semmi sem lepi meg őket.

Képzés a páciens testének virtuális modelljén.

A technológia nem helyettesíti az érintkezést

Felmerül azonban a kérdés, hogy mindent pótolhat-e a technológia? Egyetlen elérhető módszer sem helyettesíti a valódi pácienssel és a testével való érintkezést. Lehetetlen digitálisan megjeleníteni a szövetek érzékenységét, szerkezetét és konzisztenciáját, és még inkább az emberi reakciókat. Lehetséges-e digitálisan reprodukálni az emberi fájdalmat és félelmet? A technológia fejlődése ellenére a fiatal orvosoknak továbbra is valódi emberekkel kell találkozniuk.

Nem ok nélkül több évvel ezelőtt azt javasolták, hogy Lengyelországban és világszerte orvostanhallgatók vegyenek részt ülések valódi betegekkel és alakítsák ki kapcsolataikat az emberekkel, és hogy az oktatói állomány az ismeretek elsajátítása mellett az empátiát, az együttérzést és az emberek iránti tiszteletet is megtanulja. Gyakran megesik, hogy az orvostanhallgatók első igazi találkozása egy pácienssel gyakorlaton vagy gyakorlaton történik. Az akadémiai valóságtól elszakadva képtelenek beszélni a betegekkel és megbirkózni nehéz érzelmeikkel. Nem valószínű, hogy a hallgatók és a betegek új technológia okozta további elkülönülése pozitív hatással lesz a fiatal orvosokra. Kitűnő szakemberek létrehozásával segítjük őket abban, hogy egyszerűen emberek maradjanak? Hiszen az orvos nem iparos, a beteg ember sorsa nagyban függ az emberi érintkezés minőségétől, attól, hogy a páciens mennyire bízik az orvosában.

Réges-régen az orvostudomány úttörői – olykor az etikát is megszegve – kizárólag a testtel való érintkezés alapján szerezték meg a tudást. A jelenlegi orvosi tudás valójában ezeknek a küldetéseknek és az emberi kíváncsiságnak az eredménye. Mennyivel nehezebb volt felismerni a valóságot, még mindig nem igazán tudva semmit, felfedezni, pusztán a saját tapasztalataira támaszkodva! Sok sebészeti kezelést próbálgatással és hibával dolgoztak ki, és bár ez néha tragikusan végződött a páciens számára, nem volt más kiút.

Ugyanakkor a testen és az élő emberen való kísérletezés érzése valamilyen módon mindkettőjük tiszteletére tanított. Ez arra késztetett, hogy minden tervezett lépésen elgondolkodjak, és nehéz döntéseket hozzak. Egy virtuális test és egy virtuális páciens ugyanazt taníthatja? Vajon a hologrammal való érintkezés megtanítja-e az orvosok új generációit a tiszteletre és az együttérzésre, és a virtuális vetítéssel való beszélgetés segít az empátia fejlesztésében? Ezzel a problémával szembesülnek a digitális technológiákat az orvosi egyetemeken megvalósító tudósok.

Kétségtelenül nem lehet túlbecsülni az új technikai megoldások hozzájárulását az orvosképzéshez, de nem pótolható minden a számítógéppel. A digitális valóság lehetővé teszi a szakemberek számára, hogy ideális oktatásban részesüljenek, és azt is, hogy „emberi” orvosok maradjanak.

A jövő technológiájának vizualizálása - az emberi test modellje.

Modellek és részletek nyomtatása

A világgyógyászatban már számos olyan képalkotó technológia létezik, amelyeket néhány éve még kozmikusnak tartottak. Ami kéznél van 3D renderelések egy másik rendkívül hasznos eszköz a nehéz esetek kezelésében. Bár a 3D nyomtatók viszonylag újak, az orvostudományban évek óta használják őket. Lengyelországban elsősorban a kezelés tervezésében alkalmazzák, pl. szívsebészet. Minden szívelégtelenség egy nagy ismeretlen, mert nincs két egyforma eset, és néha az orvosok nehezen tudják megjósolni, mi lepheti meg őket a beteg mellkasának kinyitása után. A rendelkezésünkre álló technológiák, mint a mágneses rezonancia képalkotás vagy a számítógépes tomográfia, nem képesek minden szerkezetet pontosan kimutatni. Ezért szükség van egy adott beteg testének mélyebb megismerésére, és az orvosok ezt a lehetőséget a számítógép képernyőjén megjelenő XNUMXD képek segítségével biztosítják, amelyeket tovább lefordítanak szilikonból vagy műanyagból készült térbeli modellekre.

A lengyel szívsebészeti központokban már több éve alkalmazzák a szívszerkezetek 3D modellekben történő szkennelésének és feltérképezésének módszerét, amely alapján a műtéteket tervezik.. Gyakran előfordul, hogy csak a térbeli modellből derül ki olyan probléma, amely a műtét során meglepné a sebészt. A rendelkezésre álló technológia lehetővé teszi, hogy elkerüljük az ilyen meglepetéseket. Ezért ez a fajta vizsgálat egyre több támogatóra tesz szert, és a jövőben a klinikák 3D modelleket alkalmaznak a diagnosztikában. Az orvostudomány más területeinek szakemberei is hasonló módon alkalmazzák ezt a technológiát, és folyamatosan fejlesztik.

Egyes lengyelországi és külföldi központok már úttörő műveleteket végeznek a használatával csont vagy vaszkuláris endoprotézisek 3D technológiával nyomtatva. Az ortopédiai központok szerte a világon olyan 3D-s végtagok protéziseket nyomtatnak, amelyek ideálisan illeszkednek egy adott pácienshez. És ami fontos, sokkal olcsóbbak, mint a hagyományosak. Nemrég meghatottan néztem egy részletet egy riportból, amely egy amputált karú fiú történetét mutatta be. Kapott egy XNUMXD nyomtatott protézist, amely Vasember, a kis páciens kedvenc szuperhőse karjának tökéletes mása volt. Könnyebb volt, olcsóbb, és ami a legfontosabb, tökéletesen illeszkedett, mint a hagyományos protézisek.

Az orvostudomány álma, hogy minden hiányzó testrészt 3D technológiában mesterséges megfelelővel készítsen el, a megalkotott modell igazítása az adott páciens igényeihez. Az ilyen, megfizethető áron nyomtatott, személyre szabott "pótalkatrészek" forradalmasítanák a modern orvoslást.

A hologram-rendszer kutatása számos szakterület orvosaival együttműködve folytatódik. Már megjelennek Az első alkalmazások emberi anatómiával és az első orvosok megismerkednek a jövő holografikus technológiájával. A 3D-s modellek a modern orvostudomány részévé váltak, és lehetővé teszik, hogy a legjobb kezeléseket dolgozza ki az irodájában. A jövőben a virtuális technológiák sok más problémát is megoldanak, amelyek ellen az orvostudomány próbál küzdeni. Új orvosgenerációkat készít majd fel, a tudomány és tudás terjedésének nem lesz határa.