La medicina cerca audacemente le tecniche virtuali

Un anno fa, il neuroradiologo Wendell Gibby ha eseguito un intervento chirurgico alla colonna lombare utilizzando gli occhiali Microsoft HoloLens. Dopo averli applicati, il medico ha visto la colonna vertebrale del paziente, proiettata come uno scivolo sulla superficie del corpo.

Per individuare la posizione esatta del disco che causa dolore alla colonna vertebrale, le immagini della risonanza magnetica (MRI) e della tomografia computerizzata (TC) del paziente sono state caricate nel software, che ha quindi eseguito il rendering della colonna vertebrale in 3D.

Un anno prima, il dottor Shafi Ahmed ha utilizzato Google Glass per trasmettere in live streaming l'intervento chirurgico di un malato di cancro. Due telecamere a 360 gradi e numerosi obiettivi sono stati posizionati nella stanza, consentendo a studenti di medicina, chirurghi e spettatori di vedere e ascoltare cosa sta accadendo durante la procedura e imparare a separare correttamente il tumore dal tessuto sano circostante.

In Francia, la corteccia visiva è stata recentemente operata in un paziente che indossava occhiali per realtà virtuale (-) durante l'operazione. Collocare un paziente in un mondo virtuale ha consentito ai medici di valutare in tempo reale (cioè durante l'intervento chirurgico) il lavoro delle regioni cerebrali e delle connessioni cerebrali responsabili delle singole funzioni. Finora non è stato possibile eseguire questa operazione sul tavolo operatorio. Si è deciso di utilizzare gli occhiali per realtà virtuale in questo modo per evitare la completa perdita della vista del paziente, che aveva già perso la vista da un occhio a causa della malattia.

Wendell Gibby indossa HoloLens

Operazioni e formazione dei medici

Gli esempi sopra mostrano come le tecniche virtuali si siano già insediate nel mondo della medicina. Le prime applicazioni della realtà virtuale in ambito sanitario risalgono ai primi anni '90. Attualmente, tali soluzioni sono più spesso utilizzate nella necessità di visualizzare dati medici complessi (soprattutto nelle operazioni e nella loro pianificazione), nell'istruzione e nella formazione (visualizzazione dell'anatomia e delle funzioni nei simulatori laparoscopici), nell'endoscopia virtuale, nella psicologia e nella riabilitazione e nella telemedicina .

Nell'educazione medica, le visualizzazioni interattive, dinamiche e 1971D hanno un enorme vantaggio rispetto ai classici atlanti dei libri. Un esempio è un concetto finanziato dal governo degli Stati Uniti che dà accesso a dati dettagliati di imaging umano (TC, risonanza magnetica e criosezioni). È progettato per studiare l'anatomia, condurre ricerche di imaging e creare applicazioni (didattiche, diagnostiche, pianificazione del trattamento e simulazione). La collezione completa di Virtual Man contiene 1 immagini con una risoluzione di 15 mm e una dimensione di 5189 GB. Virtual Woman è composta da 0,33 immagini (risoluzione 40 mm) e pesa circa XNUMX GB.

Aggiunta a un ambiente di apprendimento virtuale elementi sensoriali consente agli studenti di esercitare abilità molto precoci, ma non sviluppate. Premendo un pulsante, possono virtualmente riempire la siringa e svuotarla e, nella realtà virtuale, "sentire" quando la siringa colpisce la pelle, i muscoli o le ossa: un'iniezione nella sacca articolare dà una sensazione completamente diversa rispetto all'inserimento di un ago. nel tessuto adiposo. Durante l'operazione, ogni movimento ha le sue conseguenze, a volte molto gravi. È importante dove e quanto in profondità tagliare e dove praticare le forature per non danneggiare i nervi e le vene. Inoltre, nella pressione del tempo, quando spesso occorrono minuti per salvare un paziente, le capacità pratiche di un medico valgono il loro peso in oro. L'allenamento su un simulatore virtuale ti permette di migliorare la tua tecnica senza mettere in pericolo la salute di nessuno.

Le presentazioni virtuali sono applicabili, ad esempio, alla fase successiva della carriera professionale di un medico endoscopia virtuale permette di simulare una "passeggiata" attraverso il corpo e la penetrazione nei tessuti senza test invasivi. Lo stesso vale per la chirurgia informatica. Nella chirurgia convenzionale, il medico vede solo la superficie e il movimento del bisturi è, purtroppo, irreversibile. . Attraverso l'uso della realtà virtuale, è in grado di vedere sotto la superficie e prendere decisioni basate su conoscenze aggiuntive provenienti da altre fonti.

Tra i delfini e all'incoronazione di Elisabetta II

Una terapia sperimentale per le persone con schizofrenia è stata sviluppata presso l'Università di Oxford. Ciò consente loro di trovarsi faccia a faccia con un avatar virtuale che rappresenta le voci piagnucolose nelle loro teste. Dopo le prime fasi di test, i risultati sono incoraggianti. I ricercatori che hanno condotto uno studio randomizzato controllato hanno confrontato questa terapia con le forme tradizionali di consulenza. Hanno scoperto che dopo dodici settimane, gli avatar erano più efficaci nel ridurre le allucinazioni uditive. Lo studio, pubblicato su The Lancet Psychiatry, ha seguito 150 pazienti britannici che soffrivano di schizofrenia per circa vent'anni e avevano allucinazioni uditive persistenti e inquietanti per più di un anno. Di questi, 75 sono stati consegnati. terapia dell'avatare 75 hanno utilizzato metodi tradizionali. Finora, gli avatar hanno dimostrato di essere efficaci nel ridurre le allucinazioni uditive. Se ulteriori ricerche avranno successo, la terapia avatar potrebbe rivoluzionare il modo in cui milioni di persone vengono trattate. persone con psicosi in un mondo diverso.

Club di nuoto dei delfini

A partire dagli anni '70, alcuni ricercatori hanno descritto gli effetti terapeutici positivi del nuoto con i delfini, soprattutto per i disabili. Tuttavia, il cosiddetto terapia dei delfini ha i suoi lati negativi. In primo luogo, potrebbe essere troppo costoso per molte persone. In secondo luogo, l'idea che le persone entrino in pozze di animali intrappolati è stata criticata come crudele dagli ambientalisti. L'olandese Marijka Schöllema ha avuto l'idea di passare alla tecnologia della realtà virtuale. Creato da lei Club di nuoto dei delfini offre un'esperienza di realtà virtuale a 360 gradi. Il progetto sta attualmente utilizzando uno smartphone Samsung S7 montato su occhialini da sub con elementi stampati in 3D per creare un visore per realtà virtuale improvvisato.

Le tecnologie di realtà virtuale sono ideali per affrontare i disturbi d'ansia. Uno dei metodi più efficaci è la terapia dell'esposizione: il paziente è esposto a uno stimolo che provoca ansia, ma tutto avviene in condizioni rigorosamente controllate che danno un senso di sicurezza. La realtà virtuale permette di affrontare la paura dello spazio aperto, della vicinanza o del volo. Una persona può affrontare una situazione difficile per lui, pur rendendosi conto che in realtà non vi sta partecipando. Negli studi che hanno trattato la fobia dell'altezza, è stato osservato un miglioramento nel 90% dei pazienti.

L'uso della VR nella riabilitazione neurologica potrebbe essere un'opportunità per pazienti con ictusconsentendo loro di ottenere risultati terapeutici più rapidi e di tornare alla vita normale. L'azienda svedese MindMaze ha creato una piattaforma basata sulla conoscenza nel campo della neuroriabilitazione e delle scienze cognitive. I movimenti del paziente sono monitorati dalle telecamere e visualizzati come avatar 3D. Successivamente vengono selezionati individualmente esercizi interattivi che, dopo un'opportuna serie di ripetizioni, stimolano la riattivazione delle connessioni neurali danneggiate e l'attivazione di nuove.

Scienziati provenienti da Stati Uniti, Germania e Brasile hanno recentemente pubblicato i risultati di uno studio in cui otto pazienti con paraplegia (paralisi degli arti) è stato trattato con un kit VR e un esoscheletro. La realtà virtuale simulava l'attività motoria e l'esoscheletro muoveva le gambe dei pazienti in base ai segnali cerebrali. Tutti i pazienti nello studio hanno riacquistato la sensazione e il controllo del movimento al di sotto del midollo spinale danneggiato. Quindi c'è stata una significativa rigenerazione dei neuroni.

Startup Brain Power ha creato uno strumento sostegno alle persone con autismo. Questo è un Google Glass migliorato, con un software speciale che utilizza, ad esempio. sistema di riconoscimento delle emozioni Il software raccoglie dati comportamentali, li elabora e fornisce feedback sotto forma di segnali visivi e vocali semplici e comprensibili a chi lo indossa (o a chi si prende cura di lui). Questo tipo di attrezzatura aiuta i bambini con autismo ad imparare la lingua, gestire il comportamento e sviluppare abilità sociali, ad esempio decifra lo stato emotivo di un'altra persona e poi su un display, usando emoticon, "racconta" al bambino cosa sta dicendo l'altra persona. sente.

A sua volta, il progetto è progettato per riportare alla mente ricordi vividi persone alle prese con la demenza. Questo viene fatto attraverso una serie di esercizi divertenti che utilizzano la tecnologia digitale e gli occhiali 3D. È un tentativo di richiamare ricordi basati su eventi significativi che una persona con demenza potrebbe aver vissuto durante la sua vita. I designer sperano che questo serva come un'occasione per entrare in contatto con altre persone e migliorare il tuo benessere. I test descritti da The Guardian hanno creato una simulazione di realtà virtuale basata sull'incoronazione della regina Elisabetta II nel 1953, destinata ai residenti del Regno Unito. L'evento è stato ricreato utilizzando dipinti, attori, costumi d'epoca e oggetti di scena rappresentativi. Lo sfondo era Islington Street, nel nord di Londra.

Deep Stream VR, una startup californiana che porta i pazienti in un mondo virtuale in cui possono "immergersi" mentre guardano le avventure dell'eroe, ha raggiunto efficacia nel ridurre il dolore circa il 60-70%. La soluzione si è rivelata efficace in vari tipi di procedure mediche, dalle procedure dentistiche ai cambi di medicazione. Tuttavia, questo non è il concetto di dolore virtuale più famoso al mondo.

Per più di due decenni, i pionieri e pittori della realtà virtuale Hunter Hoffman e David Patterson, ricercatori dell'Università di Washington, hanno dimostrato l'abilità unica della realtà virtuale. sollievo dal dolore acuto. La loro ultima creazione mondo virtuale che porta l'attenzione del paziente dal dolore a un ambiente virtuale ghiacciato immerso nel freddo blu e bianco. L'unico lavoro del malato è... lanciare palle di neve ai pinguini. Stranamente, i risultati parlano da soli: le persone con ustioni hanno sperimentato il 35-50% in meno di dolore quando sono state immerse in VR rispetto a una dose moderata di antidolorifici. Oltre ai pazienti ospedalieri per bambini, i ricercatori hanno lavorato anche con ex soldati statunitensi che hanno subito ustioni da combattimento e hanno lottato con disturbo da stress post-traumatico (PTSD).

Immagine da un'applicazione VR progettata per il trattamento delle ustioni.

Il cancro preso subito

Si scopre che le tecniche di virtualizzazione possono anche aiutare nella diagnosi precoce del cancro. Il rilevamento del tumore mediante un microscopio standard è un processo complesso e dispendioso in termini di tempo. Tuttavia, Google Research è stato introdotto nell'aprile 2018. Microscopio ARche è in grado di identificare le cellule tumorali in tempo reale con l'aiuto aggiuntivo dell'apprendimento automatico.

Sopra la fotocamera, che interagisce con l'algoritmo AI, c'è un display AR (realtà aumentata) che mostra i dati quando viene rilevato un problema. In altre parole, il microscopio cerca le cellule tumorali non appena si inserisce un campione al suo interno. Il sistema potrebbe eventualmente essere utilizzato per diagnosticare altre malattie come la tubercolosi e la malaria.

Microscopio AR che rileva i cambiamenti patologici

Il profitto non è più del tutto virtuale

L'anno scorso, la società di ricerca Grand View Research ha stimato il valore del mercato globale delle soluzioni VR e AR in medicina a 568,7 milioni di dollari, che rappresenta un tasso di crescita annuale del 29,1%. Secondo gli analisti, questo mercato dovrebbe superare i 2025 miliardi di dollari entro il 5. Una crescita così rapida di questo settore è dovuta al progressivo sviluppo di hardware e software di realtà virtuale e aumentata, nonché all'introduzione di tecnologie in nuove aree della medicina.

Terapia dei delfini VR: 

Trailer Wild Dolphin UnderwaterVR

Rapporto sulla rilevazione delle cellule cancerose di AR:

Rilevamento del cancro in tempo reale con Machine Learning