Virtuálna realita v medicíne

25. okt. 2016 • Lekárske vedy

 Virtuálna realita v medicíne

Základná definícia virtuálnej reality je pomerne jednoduchá. Ak si niekto myslí, že je to niečo, čo si nevieme predstaviť, mýli sa. Nie je to síce bežná vec, ale rozhodne sme sa s ňou poniektorí už v našom živote niekedy niekde stretli. Virtuálna realita simuluje skutočnosť, teda realitu. Vytvára predstavu skutočného sveta, skutočnej situácie a to skutočné prostredie je vymodelované počítačom, informačnými technológiami, alebo inými prostriedkami.

Takto jednoducho vysvetlil definíciu virtuálnej reality doc. RNDr. Martin Kopáni, PhD., prednosta Ústavu lekárskej fyziky, biofyziky, informatiky a telemedicíny Lekárskej fakulty UK v Bratislave, na začiatku prednášky v špeciálnej vedeckej kaviarni Veda v Centre, ktorá sa konala v posledný septembrový deň v rámci viacerých prednášok na podujatí Európska Noc výskumníkov 2016. Spolu so svojim kolegom Ing. Fedorom Lehockim, PhD., z Ústavu robotiky a kybernetiky na Fakulte elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave a riaditeľom Národného centra telemedicínskych služieb, poukázali na to, kde všade sa dá v súčasnosti v medicíne využiť virtuálna realita. 

Virtuálna realita sa vo svojich začiatkoch objavuje najmä v zábavnom priemysle. Každý z nás pozná počítačové hry, prostredníctvom ktorých sa dostaneme do virtuálneho sveta, v ktorom sa hráme. Ako prví začali využívať virtuálnu realitu vojaci v armáde. Pomocou leteckých simulátorov si mohli vojaci dopredu nacvičiť rôzne bojové operácie. Po čase začala prenikať aj do bežných oblastí nášho života. Napríklad v architektúre sa začala využívať na virtuálnu prehliadku bytov, stavieb, rôznych priestorov v interiéri, ale aj v exteriéri, ktoré sme schopní si pozerať v pohodlí našej obývačky. Najnovšou oblasťou, kde sa začala intenzívnejšie využívať virtuálna realita je práve oblasť medicíny. Táto oblasť si však vyžaduje určitú úroveň technologického pokroku, ale aj ľudského potenciálu, ktorý ale rýchlo napreduje a od ktorého závisí intenzita využívania virtuálnej reality v medicíne. Docent Kopáni sa v prvej časti prednášky venoval štyrom oblastiam jej využitia v medicíne. Prvou je plánovanie chirurgických výkonov, druhou je liečba, treťou veľkou oblasťou je výučba a poslednou je výskum.

Virtuálny chirurgický zákrok

Plánovanie chirurgických výkonov je tou oblasťou, kde virtuálna realita pomáha pri príprave akejkoľvek operácie. Podstata je v tom, že chirurg dopredu vie, kde sa čo nachádza, vie dopredu o problémoch, ktoré môžu nastať, kde sa bude pohybovať, ako bude reagovať napríklad tkanivo, čo sa s tým tkanivom stane, ak ho rozreže, čo nastane, ak je tam zlomená kosť a bude chcieť aplikovať nejakú náhradu. Toto všetko si môže vyskúšať v úvodzovkách na nečisto, s virtuálnymi nástrojmi na virtuálnom pacientovi. Nevýhodou je však nedokonalosť toho virtuálneho zákroku, pripomína docent Kopáni. Je to len ilúzia , nikdy sa nám nepodarí nasimulovať skutočnú realitu. Keď pôjde chirurg operovať srdce naživo, vždy sa tam vyskytne nejaký neznámy faktor, ktorý nedokáže virtuálna realita zobraziť. Problém je v tom, že tie počítače musia byť dostatočne výkonné na to, aby sa dosiahla skutočná predstava nejakej operácie. Zatiaľ to nie je na takej úrovni, ako by sme si želali. Docent Kopáni ale verí, že v priebehu pár rokov bude táto oblasť stále dokonalejšia. Virtuálna realita na súčasnej úrovni je určite prospešnejšia, ako keď by mal chirurg operovať po prvýkrát skutočné, živé srdce. 

Virtuálna terapia

V oblasti liečby výrazne pomáha virtuálna realita napríklad pri liečbe Parkinsonovej choroby, ktorá postihuje pohybový aparát, kedy má pacient problémy s rovnováhou a problémy pohybovať sa v teréne. Prostredníctvom virtuálnej reality a pod dozorom lekárov zlepší svoje schopnosti tým, že sa pohybuje vo virtuálnom prostredí, kde vidí nerovnosti, vidí cestu, ktorá sa vlní, môže sa včas vyhnúť nerovnostiam, alebo si nacvičiť zvládanie nerovností. V tejto oblasti pomáha virtuálna realita aj pri nepríjemných vyšetreniach ako je kolonoskopia. Umožňuje vykonať toto vyšetrenie menej bolestivo, menej invazívne. Lekár totiž nezasahuje do tela pacienta, v počítači si vytvorí realitu, že sa nachádza v čreve pacienta a to na základe predchádzajúceho vyšetrenia pomocou napr. počítačovej tomografie, či magnetickej rezonancie. Je to ďalšia oblasť, kde vytvárame ilúziu, že sme v samotnom orgáne. 

Výučba prostredníctvom virtuálnej reality

Veľmi prospešnou a aktuálnou oblasťou využívania virtuálnej reality je oblasť výučby. Jej technológia umožňuje dokonalú vizualizáciu ľudského tela, vytvorí priestorové modely jeho orgánov, teda kde sa presne nachádza aký orgán, aká cieva, aké šľachy, aké kosti. Virtuálna realita umožňuje študentom medicíny ľahšie zvládať štúdium anatómie ľudského tela. V oblasti výučby sa využívajú aj rôzne simulátory. Nie je to síce skutočná virtuálna realita, sú to len pomôcky, ktoré znázorňujú reálne objekty, napríklad reálneho človeka. Neverili by ste, ale aj známa figurína v medicíne je vlastne simulátor ako významná pomôcka, na ktorej sa študenti učia rôzne zákroky, ako podať prvú pomoc, učia sa čo robiť, keď dôjde k zástave srdca, čiže učia sa zvládať také situácie, s ktorými sa určite stretnú a sú už na tieto situácie pripravení. Na Lekárskej fakulte majú na tento účel figurínu ženy, ale aj novorodenca, dodáva docent Kopáni, ktorý je navyše presvedčený, že takéto simulátory by mala využívať preventívne aj verejnosť, napríklad povinne vodiči, pri podaní prvej pomoci pri autonehode. 

ilustračné foto

Virtuálna realita vo výskume

Poslednou, dôležitou oblasťou pre lekárov je využitie virtuálnej reality vo výskume. Využíva sa napríklad pri liečbe demencie. Vyzerá to rovnako, ako keď sa deti hrajú hry na počítači, len s tým rozdielom, že lekári pacientov s touto chorobou pri hrách pozorujú. Napríklad pacient musí vo videohre dostať určitý pozorovaný objekt na vopred určené miesto, teda obísť nejaký objekt bez toho, aby narazil do iného objektu. Lekári prostredníctvom rôznych vyšetrovacích metód snímajú činnosť mozgu a s využitím virtuálnej reality a ďalších diagnostických metód môžu študovať, ktorá časť ľudského mozgu je napríklad zodpovedná za priestorovú orientáciu. 

 

Docent Kopáni na záver prvej časti prednášky zdôraznil, že medzi pozitíva virtuálnej reality v medicíne jednoznačne patrí lepšia pripravenosť lekárov na operácie, čím sa výrazne skracuje aj čas na operáciu, organizmus pacienta je teda menej zaťažený, napríklad kratším časom pod narkózou. Navyše sa tak znižujú ekonomické náklady na jeho rehabilitáciu, skôr odíde z nemocnice, keďže ten zákrok bol menej invazívny. Najväčšou výhodou je flexibilita lekárov, ktorí dopredu vedia predpokladať, aké problémy môžu nastať a vedia na ne rýchlo reagovať. Naopak nevýhoda virtuálnej reality spočíva podľa docenta Kopániho v tom, že je to zobrazenie len v zjednodušenej podobe. Zdôrazňuje, že nikdy to nebude skutočná realita, nech si vytvoríme akýkoľvek model, vždy to bude len model, nikdy sa nezobrazia všetky problémy, ktoré môžu pri reálnej operácii vzniknúť. Virtuálna realita jednoducho nedokáže vystihnúť všetky situácie, ktoré môžu nastať, pretože celý ľudský organizmus je zložitý systém, ktorý asi nikdy nepochopíme úplne, vždy tam bude nejaký neznámy faktor, s ktorým sa môžeme stretnúť.

 

Spracovala: Zuzana Hajdu, NCP VaT pri CVTI SR

Odborní garanti:

doc. RNDr. Martin Kopáni, PhD.

Ing. Fedor Lehocki, PhD.

Ilustračné foto: Pixabay.com

Uverejnila: ZVČ

Súvisiace:

Hore
Publikácie Veda v CENTRE
TVT 2019
QUARK
Bratislavská vedecká cukráreň
Aurelium - centrum vedy
Veda v Centre
Prechod VK na VND - jeseň
kúpa časopisov jún 2016
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Extrapolácie 2019
Zaujímavosti vo vede
Väčšina pacientov trpí v čase diagnózy celiakie aj laktózovou intoleranciou.
Zistite viac