Віртуальна реальність у медицині

VR — сучасна технологія, яка за допомогою спеціального шолома та контролерів створює відчуття, ніби людина перебуває в іншому місці. Важко переоцінити віртуальну реальність як частину гейм-індустрії або багатофункціональний інструмент для просування. Однак її застосування не обмежується цими сферами. Медицина — та область, у якій часто застосовуються сучасні технології. Адже робота лікаря пов’язана з певними ризиками, а її перенесення у віртуальний простір дозволяє їх уникнути. Сьогодні ці інновації ще рідкісні, але коли-небудь їх використовуватимуть сотні клінік по всьому світу.

Віртуальна реальність для діагностики розсіяного склерозу

Розсіяний склероз — стан організму, коли власний імунітет руйнує нервову систему. Пацієнти з таким діагнозом спочатку відчувають дискомфорт: оніміння кінцівок і втому. Потім у них виявляються розумові порушення, проблеми з координацією рухів і різкі перепади настрою. Якщо захворювання не лікувати, пацієнт втрачає здатність виконувати побутові дії та насилу пересувається.

Захворювання досить важко діагностувати на ранній стадії. Але за допомогою VR можна своєчасно виявити один із основних симптомів: порушення рівноваги.

Пацієнту вдягають на голову спеціальний шолом і просять його походити по біговій доріжці. У цей час перед очима людини з’являється зображення, швидкість руху якого співвідноситься зі швидкістю ходьби. Потім у симуляції картинка імітує падіння. Тіло пацієнта намагається його уникнути й реагує на «зміну положення в просторі». На підставі цієї реакції лікарі роблять висновки про серйозність порушення координації рухів і вирішують, чи потрібна терапія.

Діагностика хвороби Альцгеймера на ранній стадії

Найчастіша причина старечої деменції — хвороба Альцгеймера. Зазвичай вона розвивається в осіб після 60 років і вражає головний мозок. Пацієнтам з таким діагнозом важко виконувати звичайні побутові завдання, вони поступово втрачають пам’ять. Їм стає важко писати, говорити, через хворобу змінюється й особистість людини. Літні люди з хворобою Альцгеймера потребують турботи близьких та підтримуючої терапії, яка здатна поліпшити якість життя.

Чим раніше лікарі виявлять захворювання й розпочнеться лікування, тим сприятливішим буде прогноз. Дослідження проводяться в двох напрямках: пошук ефективних терапевтичних методів і способів діагностики на ранніх стадіях.

Використання віртуальної реальності в цій сфері виявилося більш практичним і ефективним, ніж стандартні медичні тести, основані на когнітивному методі. Вчені одного з університетів Лондона розробили нову методику на базі досліджень Джона О’Кіфа. Його метою було дізнатися, яким чином мозок визначає розташування тіла в просторі. Саме мозковий відділ, який відповідає за цю функцію, страждає найпершим у пацієнтів з хворобою Альцгеймера. До наукового прориву О’Кіфа вченим не вдавалося виявити ураження цієї ділянки.

Лікарі проводять дослідження, використовуючи звичайне VR-обладнання: шолом і пов’язану з ним систему управління. Пацієнт, який надів його, повинен виконати кілька завдань, що постають перед його очима на екрані. Завдання підібрані таким чином, що людина з порушеною «внутрішньої картою місцевості» зазнаватиме труднощів під час їх виконання. У людей, які страждають від хвороби Альцгеймера, такі труднощі виникають раніше, ніж порушення пам’яті. Так захворювання виявляється на ранній стадії, коли ще не надто ускладнює життя пацієнта.

Віртуальна реальність проти хвороби Паркінсона

Як і хворі на розсіяний склероз, пацієнти з діагностованою хворобою Паркінсона часто втрачають рівновагу, що призводить до забоїв та переломів. Захворювання позначається на роботі мозку, через що проявляються наступні симптоми: тремтіння в кінцівках, сповільненість рухів і зниження м’язової гнучкості. Люди з таким діагнозом насилу пересуваються нерівною місцевістю, і будь-яка перешкода може спричинити падіння.

Медики з Університету Юти винайшли метод, який дозволяє пацієнтам справлятися з хворобою без ризику отримати травму. Хворі тренуються на спеціальній біговій доріжці, яка змінює кут нахилу й темп руху. При цьому людина бачить перед собою стіну, на яку за допомогою проектора переноситься віртуальне середовище, перед очима виникають перешкоди, які необхідно подолати прямо зараз: гірка, сходи або пологий спуск. Система сама визначає рівень можливостей пацієнта й пропонує йому відповідні завдання.

Тренажер не позбавляє від хвороби, проте допомагає підтримувати м’язи в тонусі. Пацієнтам така вправа подобається — навіть літні люди сприймають її як веселу гру. Цікаво, що під час тренування вони повністю захищені від падінь і травм системою безпеки тренажера. Лікарі, які використовували цю методику для реабілітації своїх пацієнтів, відзначають: через 2–3 місяці у хворих значно покращується координація рухів. У перспективі вчені планують адаптувати систему під шолом віртуальної реальності.

VR як ліки від хронічного болю

Хронічний біль — досить розмите поняття, адже джерело неприємних відчуттів може бути різним. Від нього залежить і ефективність лікування. Але існує стан, при якому гострий біль викликають навіть легкі торкання шкіри або скорочення м’язів. Це алодінія. Лікувати її набагато складніше, аніж інші схожі патології. У 2020 році вчені розробили методику, яка має допомогти пацієнтам з таким діагнозом.

Людина занурюється у VR за допомогою зручного шолома. Так можна побачити модель хворої кінцівки, що миготить у такт ударам серця. Мозок отримує зворотній зв’язок, але при цьому пацієнт не відчуває болю. Метод був названий HEVR-терапією, найбільш ефективний він при використанні медикаментів. Медики вважають, що в перспективі його можна буде застосовувати й для лікування людей з іншими видами хронічного болю, а також для реабілітації пацієнтів після ампутації ніг і рук або нещодавно перенесеного інсульту.

VR для навчання хірургів-початківців

Молоді хірурги мають постійно практикуватися, але робити це на живих пацієнтах, не маючи належного досвіду, небажано. Тому в 16 клініках США використовується Osso VR — методика, яка дозволяє лікарям тренуватися не на людях, а на дуже реалістичних віртуальних моделях. Програма також оцінює дії хірурга за кількома критеріями: точність і темп рухів, швидкість прийняття рішень і правильність послідовності дій. Система уважно стежить за діями лікаря, а наприкінці заняття виносить вердикт: йому можна працювати зі справжніми пацієнтами чи варто продовжити практикуватися у віртуальній реальності.

Результати досліджень показали, що молоді хірурги, що відточили свої навички з Osso VR, у 3 рази краще виконують робочі завдання. Такий спосіб навчання можуть застосовувати й більш досвідчені колеги, які прагнуть освоїти нові методики проведення операцій. Сьогодні основний напрямок використання системи — спінальні та ортопедичні операції. У перспективі з’явиться можливість симулювати операції на серці, легенях та інших життєвонеобхідних органах. До програми охоче приєднуються молоді лікарі, які ставлять за мету ефективну роботу на благо пацієнтів.

Віртуальна реальність як інструмент планування операцій

Ще один незвичайний спосіб застосування інноваційних технологій у повсякденній медичній практиці знайшли хірурги з американської дитячої лікарні, побудованої на честь Святого Джозефа. Завантаживши на комп’ютер результати КТ і МРТ свого маленького пацієнта, вони проектують віртуальну модель тіла. Технологія, що дозволяє їм це робити, була запозичена у військових США. Одягнувши VR-шолом, хірурги опрацьовують у комп’ютерній симуляції план операції. Так вони можуть заздалегідь ознайомитися з особливостями будови тіла пацієнта, адже 3D-копія організму дитини максимально наближена до оригіналу.

Перш ніж оперувати живу людину, хірурги випробовують різні підходи на моделі, обираючи оптимальний. Лікар може продемонструвати хворому та його рідним заплановані процедури. Це допомагає зменшити вплив хвилювання й страху на стан пацієнта. Методика застосовується сьогодні неврологами та кардіологами лікарні, але її високо оцінили й розробники обладнання для віртуальної реальності. Їхня розробка — найвідоміші роботи да Вінчі — також підтримує використання моделі тіла людини, яку можна розглядати перед операцією та в ході процедури.

Де лікують з використанням VR-технологій?

Не можна сказати, що ця технологія використовується повсюдно. Її тільки починають впроваджувати в розвинених країнах, як-от США та Великобританія. Але саме там ціни на медичне обслуговування значно вищі, тому туристам вигідніше оздоровлюватися в країнах Близького Сходу, Азії або Європи. Там віртуальну реальність також використовують у терапевтичних цілях, але коштують процедури дешевше.
Ізраїльський центр Ассута спеціалізується на лікуванні неврологічних розладів, серед яких хвороба Паркінсона, різні фобії, посттравматичний стресовий розлад та інші захворювання. Клініка розробила власну унікальну систему діагностики з використанням віртуальних інструментів.

У Швейцарії діє реабілітаційний центр Cereneo. У ньому пацієнти з неврологічними захворюваннями можуть отримати лікування за найсучаснішими технологіями. Завдяки VR, до них повертається рухливість кінцівок, відновлюються навички мовлення й мислення.

Мережа німецьких клінік HELIOS навчає своїх лікарів за допомогою технології VR. Такий підхід до підготовки молодих фахівців значно підвищує ефективність їхньої роботи. Сьогодні вона набагато вища, ніж в середньому по країні.

Південнокорейські лікарі також активно використовують VR. Клініка університету Северанс успішно лікує за допомогою цієї технології психіатричні розлади. Серед них панічні атаки, СДУГ і ПТСР. Для зниження тривожності в дітей перед операціями також застосовують різні інструменти віртуальної реальності. Їхнє використання знижує стрес на 40%.

Висновок

Сьогодні великі медичні та науково-дослідні центри активно впроваджують VR-технології. Підтримуюча терапія стає більш ефективною з використанням програмного забезпечення, спеціально розробленого для пацієнтів. Люди, які скаржаться на болі, слабкість кінцівок або мають психічні захворювання, швидше відновлюють здоров’я. Пацієнти з невиліковними хворобами можуть жити більш повноцінним життям, якщо регулярно тренуються. Віртуальна реальність допомагає відновитися після операцій і травм.
Технологію опановують лікарі по всьому світу, деяким з них вона допомогла освоїти складні операції. Уже сьогодні за допомогою VR лікують у США, Німеччині, Великобританії, Південній Кореї, Швейцарії та Ізраїлі. Це означає, що в майбутньому подібні методи стануть ще більш затребуваними й застосовуватимуться повсюдно.