Il 3D in medicina: mondo virtuale e nuove tecnologie

Finora abbiamo associato la realtà virtuale ai giochi per computer, un mondo onirico creato per l'intrattenimento. Qualcuno ha pensato che qualcosa che è fonte di piacere possa diventare in futuro uno degli strumenti diagnostici in medicina? Le azioni dei medici nel mondo virtuale renderanno specialisti migliori? Sarebbero in grado di impegnarsi nell'interazione umana con un paziente se lo imparassero parlando solo con un ologramma?

Il progresso ha le sue leggi: stiamo padroneggiando nuove aree della scienza, creando nuove tecnologie. Accade spesso che creiamo qualcosa che originariamente aveva uno scopo diverso, ma ne troviamo un nuovo utilizzo ed estendiamo l'idea originale ad altre aree della scienza.

Questo è quello che è successo con i giochi per computer. All'inizio della loro esistenza, avrebbero dovuto essere solo una fonte di intrattenimento. In seguito, vedendo con quanta facilità questa tecnologia si è diffusa tra i giovani, sono stati creati giochi educativi che combinavano l'intrattenimento con l'apprendimento per renderlo più interessante. Grazie al progresso, i loro creatori hanno cercato di rendere i mondi creati il ​​più reali possibile, ottenendo nuove possibilità tecnologiche. Il risultato di queste attività sono giochi in cui la qualità dell'immagine non distingue la finzione dalla realtà, e il mondo virtuale diventa così vicino al reale che sembra dare vita alle nostre fantasie e sogni. È stata questa tecnologia che alcuni anni fa è caduta nelle mani di scienziati che stavano cercando di modernizzare il processo di formazione dei medici di una nuova generazione.

Allenati e pianifica

In tutto il mondo, le scuole di medicina e le università devono affrontare un serio ostacolo nell'insegnamento della medicina e delle scienze correlate agli studenti: la mancanza di materiale biologico per lo studio. Mentre è facile produrre cellule o tessuti nei laboratori per scopi di ricerca, questo sta diventando sempre più un problema. enti riceventi per la ricerca. Al giorno d'oggi, le persone hanno meno probabilità di salvare i propri corpi per scopi di ricerca. Ci sono molte ragioni culturali e religiose per questo. Quindi cosa dovrebbero imparare gli studenti? Figure e conferenze non sostituiranno mai il contatto diretto con la mostra. Cercando di far fronte a questo problema, è stato creato un mondo virtuale che permette di scoprire i segreti del corpo umano.

Immagine virtuale del cuore e dei vasi toracici.

mar 2014, prof. Marco Griswold della Case Western Reserve University negli USA, ha partecipato allo studio di un sistema di presentazione olografica che porta l'utente in un mondo virtuale e gli permette di interagire con esso. Come parte dei test, ha potuto vedere il mondo degli ologrammi nella realtà circostante e stabilire un contatto nel mondo virtuale con un'altra persona: una proiezione al computer di una persona in una stanza separata. Entrambe le parti potrebbero parlare tra loro in realtà virtuale senza vedersi. Il risultato di un'ulteriore cooperazione tra l'università e il suo personale con gli scienziati sono state le prime applicazioni prototipo per lo studio dell'anatomia umana.

La creazione di un mondo virtuale consente di ricreare qualsiasi struttura del corpo umano e di inserirla in un modello digitale. In futuro sarà possibile creare mappe dell'intero organismo ed esplorare il corpo umano sotto forma di ologramma, osservandolo da tutte le parti, esplorando i segreti del funzionamento dei singoli organi, avendo davanti ai suoi occhi un quadro dettagliato di essi. Gli studenti potranno studiare anatomia e fisiologia senza contatto con una persona viva o il suo cadavere. Inoltre, anche un insegnante potrà condurre lezioni sotto forma di sua proiezione olografica, non trovandosi in un determinato luogo. Le restrizioni temporali e spaziali nella scienza e l'accesso alla conoscenza scompariranno, solo l'accesso alla tecnologia rimarrà una possibile barriera. Il modello virtuale consentirà ai chirurghi di apprendere senza dover eseguire operazioni su un organismo vivente e l'accuratezza della visualizzazione creerà una copia della realtà tale da poter riprodurre fedelmente la realtà di una procedura reale. comprese le reazioni dell'intero corpo del paziente. Sala operatoria virtuale, paziente digitale? Questo non è ancora diventato un risultato pedagogico!

La stessa tecnologia consentirà la pianificazione di procedure chirurgiche specifiche per persone specifiche. Scansionando attentamente i loro corpi e creando un modello olografico, i medici saranno in grado di conoscere l'anatomia e la malattia dei loro pazienti senza eseguire test invasivi. Le fasi successive del trattamento saranno pianificate su modelli di organi malati. Quando inizieranno una vera operazione, conosceranno perfettamente il corpo dell'operato e nulla lo sorprenderà.

Allenamento su un modello virtuale del corpo del paziente.

La tecnologia non sostituirà il contatto

Tuttavia, sorge la domanda, tutto può essere sostituito dalla tecnologia? Nessun metodo disponibile sostituirà il contatto con un paziente reale e con il suo corpo. È impossibile visualizzare digitalmente la sensibilità dei tessuti, la loro struttura e consistenza, e ancor di più le reazioni umane. È possibile riprodurre digitalmente il dolore e la paura umana? Nonostante i progressi tecnologici, i giovani medici dovranno comunque incontrare persone reali.

Non a caso, diversi anni fa, si raccomandava la frequenza a studenti di medicina in Polonia e nel mondo sessioni con pazienti reali e formano le loro relazioni con le persone, e che il personale accademico, oltre ad acquisire conoscenze, impari anche empatia, compassione e rispetto per le persone. Capita spesso che il primo vero incontro degli studenti di medicina con un paziente avvenga durante uno stage o stage. Strappati dalla realtà accademica, non sono in grado di parlare con i pazienti e far fronte alle loro emozioni difficili. È improbabile che l'ulteriore separazione degli studenti dai pazienti causata dalle nuove tecnologie abbia un impatto positivo sui giovani medici. Li aiuteremo a rimanere semplicemente esseri umani creando professionisti eccellenti? Dopotutto, un medico non è un artigiano, e il destino di un malato dipende in gran parte dalla qualità del contatto umano, dalla fiducia che il paziente ha nel suo medico.

Molto tempo fa, i pionieri della medicina, a volte anche in violazione dell'etica, acquisivano conoscenze esclusivamente sulla base del contatto con il corpo. Le attuali conoscenze mediche sono in realtà il risultato di queste ricerche e della curiosità umana. Quanto era più difficile conoscere la realtà, pur non sapendo proprio niente, fare scoperte, affidandosi unicamente alla propria esperienza! Molti trattamenti chirurgici sono stati sviluppati attraverso tentativi ed errori e, sebbene a volte ciò si concludesse tragicamente per il paziente, non c'era altra via d'uscita.

Allo stesso tempo, questo senso di sperimentazione sul corpo e sulla persona vivente insegnava in qualche modo il rispetto per entrambi. Questo mi ha fatto pensare a ogni passaggio pianificato e prendere decisioni difficili. Un corpo virtuale e un paziente virtuale possono insegnare la stessa cosa? Il contatto con un ologramma insegnerà alle nuove generazioni di medici rispetto e compassione e parlare con una proiezione virtuale aiuterà a sviluppare empatia? Questo problema è affrontato dagli scienziati che implementano le tecnologie digitali nelle università mediche.

Indubbiamente il contributo delle nuove soluzioni tecniche alla formazione dei medici non può essere sopravvalutato, ma non tutto può essere sostituito da un computer. La realtà digitale consentirà agli specialisti di ricevere una formazione ideale e consentirà loro anche di rimanere medici “umani”.

Visualizzazione della tecnologia del futuro: un modello del corpo umano.

Stampa modelli e dettagli

Nella medicina mondiale esistono già molte tecnologie di imaging considerate cosmiche fino a pochi anni fa. Quello che abbiamo a portata di mano Visualizzazione 3D è un altro strumento estremamente utile utilizzato nel trattamento di casi difficili. Sebbene le stampanti 3D siano relativamente nuove, vengono utilizzate in medicina da diversi anni. In Polonia, sono utilizzati principalmente nella pianificazione del trattamento, incl. chirurgia cardiaca. Ogni difetto cardiaco è una grande incognita, perché non esistono due casi uguali e talvolta è difficile per i medici prevedere cosa potrebbe sorprenderli dopo aver aperto il torace di un paziente. Le tecnologie a nostra disposizione, come la risonanza magnetica o la tomografia computerizzata, non possono mostrare accuratamente tutte le strutture. Pertanto, è necessaria una comprensione più profonda del corpo di un particolare paziente, ei medici offrono questa opportunità con l'aiuto di immagini XNUMXD sullo schermo di un computer, ulteriormente tradotte in modelli spaziali realizzati in silicone o plastica.

I centri di cardiochirurgia polacchi utilizzano da diversi anni il metodo di scansione e mappatura delle strutture cardiache in modelli 3D, sulla base del quale sono pianificate le operazioni.. Accade spesso che solo il modello spaziale riveli un problema che sorprenderebbe il chirurgo durante la procedura. La tecnologia disponibile ci permette di evitare tali sorprese. Pertanto, questo tipo di esame sta guadagnando sempre più sostenitori e, in futuro, le cliniche utilizzano modelli 3D nella diagnosi. Specialisti in altri campi della medicina utilizzano questa tecnologia in modo simile e la sviluppano costantemente.

Alcuni centri in Polonia e all'estero stanno già effettuando operazioni pionieristiche utilizzando endoprotesi ossee o vascolari stampato con tecnologia 3D. I centri ortopedici in tutto il mondo sono arti protesici stampati in 3D che sono ideali per un particolare paziente. E, soprattutto, sono molto più economici di quelli tradizionali. Tempo fa ho guardato con emozione uno stralcio di un reportage che mostrava la storia di un ragazzo con un braccio amputato. Ha ricevuto una protesi stampata XNUMXD che era una replica perfetta del braccio di Iron Man, il supereroe preferito del piccolo paziente. Era più leggera, più economica e, soprattutto, perfettamente adattata rispetto alle protesi convenzionali.

Il sogno della medicina è quello di realizzare ogni parte del corpo mancante che possa essere sostituita con un equivalente artificiale in tecnologia 3D, adeguamento del modello creato alle esigenze di un particolare paziente. Tali "ricambi" personalizzati stampati a un prezzo accessibile rivoluzionerebbero la medicina moderna.

La ricerca sul sistema dell'ologramma continua in collaborazione con medici di molte specialità. Compaiono già prime app con anatomia umana ei primi medici impareranno a conoscere la tecnologia olografica del futuro. I modelli 3D sono entrati a far parte della medicina moderna e ti permettono di sviluppare i migliori trattamenti nella privacy del tuo studio. In futuro, le tecnologie virtuali risolveranno molti altri problemi che la medicina sta cercando di combattere. Preparerà nuove generazioni di medici e non ci sarà limite alla diffusione della scienza e della conoscenza.