3D στην ιατρική: εικονικός κόσμος και νέες τεχνολογίες

Μέχρι τώρα, συνδέαμε την εικονική πραγματικότητα με τα παιχνίδια στον υπολογιστή, έναν ονειρικό κόσμο που δημιουργήθηκε για ψυχαγωγία. Έχει σκεφτεί κανείς ότι κάτι που είναι πηγή ευχαρίστησης θα μπορούσε να γίνει ένα από τα διαγνωστικά εργαλεία της ιατρικής στο μέλλον; Οι ενέργειες των γιατρών στον εικονικό κόσμο θα κάνουν καλύτερους ειδικούς; Θα μπορούσαν να εμπλακούν σε ανθρώπινη αλληλεπίδραση με έναν ασθενή αν το μάθαιναν μιλώντας μόνο σε ένα ολόγραμμα;

Η πρόοδος έχει τους δικούς της νόμους - κατακτούμε νέους τομείς της επιστήμης, δημιουργώντας νέες τεχνολογίες. Συμβαίνει συχνά να δημιουργούμε κάτι που αρχικά είχε διαφορετικό σκοπό, αλλά να βρίσκουμε μια νέα χρήση και να επεκτείνουμε την αρχική ιδέα σε άλλους τομείς της επιστήμης.

Αυτό συνέβη με τα παιχνίδια στον υπολογιστή. Στην αρχή της ύπαρξής τους, υποτίθεται ότι ήταν μόνο πηγή ψυχαγωγίας. Αργότερα, βλέποντας πόσο εύκολα βρήκε αυτή η τεχνολογία στους νέους, δημιουργήθηκαν εκπαιδευτικά παιχνίδια που συνδύαζαν την ψυχαγωγία με τη μάθηση για να την κάνουν πιο ενδιαφέρουσα. Χάρη στην πρόοδο, οι δημιουργοί τους προσπάθησαν να κάνουν τους δημιουργημένους κόσμους όσο το δυνατόν πιο πραγματικούς, επιτυγχάνοντας νέες τεχνολογικές δυνατότητες. Το αποτέλεσμα αυτών των δραστηριοτήτων είναι παιχνίδια στα οποία η ποιότητα της εικόνας δεν διακρίνει τη φαντασία από την πραγματικότητα και ο εικονικός κόσμος πλησιάζει τόσο πολύ τον πραγματικό που φαίνεται να ζωντανεύει τις φαντασιώσεις και τα όνειρά μας. Ήταν αυτή η τεχνολογία που πριν από μερικά χρόνια έπεσε στα χέρια επιστημόνων που προσπαθούσαν να εκσυγχρονίσουν τη διαδικασία εκπαίδευσης γιατρών μιας νέας γενιάς.

Εκπαιδεύστε και σχεδιάστε

Σε όλο τον κόσμο, οι ιατρικές σχολές και τα πανεπιστήμια αντιμετωπίζουν ένα σοβαρό εμπόδιο στη διδασκαλία της ιατρικής και των συναφών επιστημών στους φοιτητές - την έλλειψη βιολογικού υλικού για μελέτη. Ενώ είναι εύκολο να παραχθούν κύτταρα ή ιστοί σε εργαστήρια για ερευνητικούς σκοπούς, αυτό γίνεται όλο και περισσότερο πρόβλημα. φορείς υποδοχής για έρευνα. Στις μέρες μας, οι άνθρωποι είναι λιγότερο πιθανό να σώσουν το σώμα τους για ερευνητικούς σκοπούς. Υπάρχουν πολλοί πολιτιστικοί και θρησκευτικοί λόγοι για αυτό. Τι πρέπει λοιπόν να μάθουν οι μαθητές; Οι φιγούρες και οι διαλέξεις δεν θα αντικαταστήσουν ποτέ την άμεση επαφή με το έκθεμα. Προσπαθώντας να αντιμετωπίσετε αυτό το πρόβλημα, δημιουργήθηκε ένας εικονικός κόσμος που σας επιτρέπει να ανακαλύψετε τα μυστικά του ανθρώπινου σώματος.

Εικονική εικόνα της καρδιάς και των θωρακικών αγγείων.

Τρίτη 2014, καθ. Μαρκ Γκρίσγουολντ από το Case Western Reserve University των ΗΠΑ, συμμετείχε στη μελέτη ενός συστήματος ολογραφικής παρουσίασης που μεταφέρει τον χρήστη σε έναν εικονικό κόσμο και του επιτρέπει να αλληλεπιδρά μαζί του. Ως μέρος των δοκιμών, μπορούσε να δει τον κόσμο των ολογραμμάτων στη γύρω πραγματικότητα και να δημιουργήσει επαφή στον εικονικό κόσμο με ένα άλλο άτομο - μια προβολή υπολογιστή ενός ατόμου σε ξεχωριστό δωμάτιο. Και τα δύο μέρη μπορούσαν να μιλήσουν μεταξύ τους σε εικονική πραγματικότητα χωρίς να βλέπονται. Το αποτέλεσμα της περαιτέρω συνεργασίας του πανεπιστημίου και του προσωπικού του με επιστήμονες ήταν οι πρώτες πρωτότυπες εφαρμογές για τη μελέτη της ανθρώπινης ανατομίας.

Η δημιουργία ενός εικονικού κόσμου σάς επιτρέπει να αναδημιουργήσετε οποιαδήποτε δομή του ανθρώπινου σώματος και να την τοποθετήσετε σε ένα ψηφιακό μοντέλο. Στο μέλλον, θα είναι δυνατή η δημιουργία χαρτών ολόκληρου του οργανισμού και η εξερεύνηση του ανθρώπινου σώματος με τη μορφή ολογράμματος, παρακολουθώντας τον από όλες τις πλευρές, εξερευνώντας τα μυστικά της λειτουργίας μεμονωμένων οργάνων, έχοντας μπροστά στα μάτια του μια λεπτομερή εικόνα τους. Οι μαθητές θα μπορούν να σπουδάσουν ανατομία και φυσιολογία χωρίς επαφή με ζωντανό άτομο ή το νεκρό σώμα του. Επιπλέον, ακόμη και ένας δάσκαλος θα μπορεί να διεξάγει μαθήματα με τη μορφή της ολογραφικής του προβολής, χωρίς να βρίσκεται σε ένα δεδομένο μέρος. Οι χρονικοί και χωρικοί περιορισμοί στην επιστήμη και η πρόσβαση στη γνώση θα εξαφανιστούν, μόνο η πρόσβαση στην τεχνολογία θα παραμείνει πιθανό εμπόδιο. Το εικονικό μοντέλο θα επιτρέπει στους χειρουργούς να μαθαίνουν χωρίς να χρειάζεται να κάνουν επεμβάσεις σε ζωντανό οργανισμό και η ακρίβεια της οθόνης θα δημιουργήσει ένα τέτοιο αντίγραφο της πραγματικότητας που θα είναι δυνατή η πιστή αναπαραγωγή της πραγματικότητας μιας πραγματικής επέμβασης. συμπεριλαμβανομένων των αντιδράσεων ολόκληρου του σώματος του ασθενούς. Εικονικό χειρουργείο, ψηφιακός ασθενής; Αυτό δεν έχει γίνει ακόμη παιδαγωγικό επίτευγμα!

Η ίδια τεχνολογία θα επιτρέψει τον προγραμματισμό συγκεκριμένων χειρουργικών επεμβάσεων για συγκεκριμένα άτομα. Σαρώνοντας προσεκτικά το σώμα τους και δημιουργώντας ένα ολογραφικό μοντέλο, οι γιατροί θα μπορούν να μάθουν για την ανατομία και την ασθένεια του ασθενούς τους χωρίς να κάνουν επεμβατικές εξετάσεις. Τα επόμενα στάδια θεραπείας θα προγραμματιστούν σε μοντέλα νοσούντων οργάνων. Όταν ξεκινούν μια πραγματική επέμβαση, θα γνωρίζουν τέλεια το σώμα του χειρουργημένου ατόμου και τίποτα δεν θα τους εκπλήξει.

Εκπαίδευση σε εικονικό μοντέλο του σώματος του ασθενούς.

Η τεχνολογία δεν θα αντικαταστήσει την επαφή

Ωστόσο, τίθεται το ερώτημα, μπορούν όλα να αντικατασταθούν από την τεχνολογία; Καμία διαθέσιμη μέθοδος δεν θα αντικαταστήσει την επαφή με έναν πραγματικό ασθενή και με το σώμα του. Είναι αδύνατο να εμφανιστεί ψηφιακά η ευαισθησία των ιστών, η δομή και η συνοχή τους, και ακόμη περισσότερο οι ανθρώπινες αντιδράσεις. Είναι δυνατή η ψηφιακή αναπαραγωγή του ανθρώπινου πόνου και φόβου; Παρά την πρόοδο της τεχνολογίας, οι νέοι γιατροί θα πρέπει ακόμα να συναντήσουν πραγματικούς ανθρώπους.

Όχι χωρίς λόγο, πριν από αρκετά χρόνια, συστήθηκε να παρακολουθήσουν φοιτητές ιατρικής στην Πολωνία και σε όλο τον κόσμο συνεδρίες με πραγματικούς ασθενείς και να διαμορφώνουν τις σχέσεις τους με τους ανθρώπους, και ότι το ακαδημαϊκό προσωπικό, εκτός από την απόκτηση γνώσεων, μαθαίνει επίσης ενσυναίσθηση, συμπόνια και σεβασμό για τους ανθρώπους. Συχνά συμβαίνει η πρώτη πραγματική συνάντηση των φοιτητών ιατρικής με έναν ασθενή να συμβαίνει κατά τη διάρκεια μιας πρακτικής άσκησης ή πρακτικής άσκησης. Διχασμένοι από την ακαδημαϊκή πραγματικότητα, δεν μπορούν να μιλήσουν με ασθενείς και να αντιμετωπίσουν τα δύσκολα συναισθήματά τους. Είναι απίθανο ο περαιτέρω διαχωρισμός των φοιτητών από τους ασθενείς που προκαλείται από τη νέα τεχνολογία να έχει θετική επίδραση στους νέους γιατρούς. Θα τους βοηθήσουμε να παραμείνουν απλά άνθρωποι δημιουργώντας εξαιρετικούς επαγγελματίες; Άλλωστε, ο γιατρός δεν είναι τεχνίτης και η μοίρα ενός άρρωστου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ποιότητα της ανθρώπινης επαφής, από την εμπιστοσύνη που έχει ο ασθενής στον γιατρό του.

Πριν από πολύ καιρό, οι πρωτοπόροι της ιατρικής —μερικές φορές ακόμη και κατά παράβαση της ηθικής— απέκτησαν γνώση αποκλειστικά με βάση την επαφή με το σώμα. Η τρέχουσα ιατρική γνώση είναι στην πραγματικότητα το αποτέλεσμα αυτών των αναζητήσεων και της ανθρώπινης περιέργειας. Πόσο πιο δύσκολο ήταν να γνωρίσει κανείς την πραγματικότητα, χωρίς να γνωρίζει τίποτα, να κάνει ανακαλύψεις, βασιζόμενος αποκλειστικά στη δική του εμπειρία! Πολλές χειρουργικές θεραπείες αναπτύχθηκαν μέσω δοκιμής και λάθους, και παρόλο που μερικές φορές αυτό τελείωνε τραγικά για τον ασθενή, δεν υπήρχε άλλη διέξοδος.

Ταυτόχρονα, αυτή η αίσθηση του πειραματισμού στο σώμα και στον ζωντανό άνθρωπο δίδασκε κατά κάποιο τρόπο τον σεβασμό και στους δύο. Αυτό με έκανε να σκεφτώ κάθε προγραμματισμένο βήμα και να πάρω δύσκολες αποφάσεις. Μπορεί ένα εικονικό σώμα και ένας εικονικός ασθενής να διδάξουν το ίδιο πράγμα; Η επαφή με ένα ολόγραμμα θα διδάξει στις νέες γενιές γιατρών σεβασμό και συμπόνια και η συνομιλία με εικονική προβολή θα βοηθήσει στην ανάπτυξη της ενσυναίσθησης; Αυτό το ζήτημα αντιμετωπίζουν οι επιστήμονες που εφαρμόζουν ψηφιακές τεχνολογίες στα ιατρικά πανεπιστήμια.

Αναμφίβολα, η συμβολή των νέων τεχνικών λύσεων στην εκπαίδευση των γιατρών δεν μπορεί να υπερεκτιμηθεί, αλλά δεν μπορούν όλα να αντικατασταθούν από έναν υπολογιστή. Η ψηφιακή πραγματικότητα θα επιτρέψει στους ειδικούς να λάβουν μια ιδανική εκπαίδευση και θα τους επιτρέψει επίσης να παραμείνουν «άνθρωποι» γιατροί.

Οπτικοποίηση της τεχνολογίας του μέλλοντος - ένα μοντέλο του ανθρώπινου σώματος.

Εκτυπώστε μοντέλα και λεπτομέρειες

Στην παγκόσμια ιατρική, υπάρχουν ήδη πολλές τεχνολογίες απεικόνισης που θεωρήθηκαν κοσμικές πριν από μερικά χρόνια. Αυτό που έχουμε στα χέρια μας τρισδιάστατες αποδόσεις είναι άλλο ένα εξαιρετικά χρήσιμο εργαλείο που χρησιμοποιείται στην αντιμετώπιση δύσκολων περιπτώσεων. Αν και οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές είναι σχετικά νέοι, χρησιμοποιούνται στην ιατρική εδώ και αρκετά χρόνια. Στην Πολωνία, χρησιμοποιούνται κυρίως στον σχεδιασμό θεραπείας, συμπεριλαμβανομένου. εγχείρηση καρδιάς. Κάθε καρδιακό ελάττωμα είναι ένα μεγάλο άγνωστο, γιατί δεν υπάρχουν δύο περιπτώσεις ίδιες και μερικές φορές είναι δύσκολο για τους γιατρούς να προβλέψουν τι μπορεί να τους εκπλήξει αφού ανοίξουν το στήθος ενός ασθενούς. Οι τεχνολογίες που έχουμε στη διάθεσή μας, όπως η μαγνητική τομογραφία ή η υπολογιστική τομογραφία, δεν μπορούν να δείξουν με ακρίβεια όλες τις δομές. Επομένως, υπάρχει ανάγκη για βαθύτερη κατανόηση του σώματος ενός συγκεκριμένου ασθενούς και οι γιατροί παρέχουν αυτή την ευκαιρία με τη βοήθεια 3D εικόνων σε μια οθόνη υπολογιστή, που μεταφράζονται περαιτέρω σε χωρικά μοντέλα από σιλικόνη ή πλαστικό.

Τα καρδιοχειρουργικά κέντρα της Πολωνίας χρησιμοποιούν εδώ και αρκετά χρόνια τη μέθοδο σάρωσης και χαρτογράφησης των δομών της καρδιάς σε τρισδιάστατα μοντέλα, βάσει της οποίας προγραμματίζονται επεμβάσεις.. Συμβαίνει συχνά μόνο το χωρικό μοντέλο να αποκαλύπτει ένα πρόβλημα που θα ξάφνιαζε τον χειρουργό κατά τη διάρκεια της επέμβασης. Η διαθέσιμη τεχνολογία μας επιτρέπει να αποφύγουμε τέτοιες εκπλήξεις. Επομένως, αυτός ο τύπος εξέτασης κερδίζει όλο και περισσότερους υποστηρικτές και στο μέλλον οι κλινικές χρησιμοποιούν τρισδιάστατα μοντέλα στη διάγνωση. Οι ειδικοί σε άλλους τομείς της ιατρικής χρησιμοποιούν αυτή την τεχνολογία με παρόμοιο τρόπο και την αναπτύσσουν συνεχώς.

Ορισμένα κέντρα στην Πολωνία και στο εξωτερικό πραγματοποιούν ήδη πρωτοποριακές επιχειρήσεις χρησιμοποιώντας οστικές ή αγγειακές ενδοπροθέσεις εκτυπώνεται με τεχνολογία 3D. Τα ορθοπεδικά κέντρα σε όλο τον κόσμο είναι προσθετικά άκρα τρισδιάστατης εκτύπωσης που ταιριάζουν ιδανικά σε έναν συγκεκριμένο ασθενή. Και, κυρίως, είναι πολύ φθηνότερα από τα παραδοσιακά. Πριν λίγο καιρό παρακολούθησα με συγκίνηση ένα απόσπασμα από ένα ρεπορτάζ που έδειχνε την ιστορία ενός αγοριού με κομμένο χέρι. Έλαβε μια τυπωμένη πρόθεση 3D που ήταν ένα τέλειο αντίγραφο του βραχίονα του Iron Man, του αγαπημένου υπερήρωα του μικρού ασθενή. Ήταν ελαφρύτερο, φθηνότερο και, το πιο σημαντικό, τέλεια εφαρμογή από τα συμβατικά προσθετικά.

Το όνειρο της ιατρικής είναι να φτιάξει κάθε μέρος του σώματος που λείπει και να μπορεί να αντικατασταθεί με ένα τεχνητό ισοδύναμο στην τεχνολογία 3D, προσαρμογή του δημιουργημένου μοντέλου στις απαιτήσεις ενός συγκεκριμένου ασθενούς. Τέτοια εξατομικευμένα «ανταλλακτικά» που εκτυπώνονται σε προσιτή τιμή θα έφεραν επανάσταση στη σύγχρονη ιατρική.

Η έρευνα για το σύστημα ολογράμματος συνεχίζεται σε συνεργασία με ιατρούς πολλών ειδικοτήτων. Εμφανίζονται ήδη πρώτες εφαρμογές με ανθρώπινη ανατομία και οι πρώτοι γιατροί θα μάθουν για την ολογραφική τεχνολογία του μέλλοντος. Τα τρισδιάστατα μοντέλα έχουν γίνει μέρος της σύγχρονης ιατρικής και σας επιτρέπουν να αναπτύξετε τις καλύτερες θεραπείες στο απόρρητο του γραφείου σας. Στο μέλλον, οι εικονικές τεχνολογίες θα λύσουν πολλά άλλα προβλήματα που προσπαθεί να αντιμετωπίσει η ιατρική. Θα προετοιμάσει νέες γενιές γιατρών και δεν θα υπάρχει όριο στη διάδοση της επιστήμης και της γνώσης.