3D in de geneeskunde: virtuele wereld en nieuwe technologieën
Tot nu toe hebben we virtual reality geassocieerd met computergames, een droomwereld gecreëerd voor entertainment. Heeft iemand gedacht dat iets dat een bron van plezier is, in de toekomst een van de diagnostische hulpmiddelen in de geneeskunde zou kunnen worden? Zullen de acties van artsen in de virtuele wereld betere specialisten maken? Zouden ze menselijke interactie met een patiënt kunnen aangaan als ze het zouden leren door alleen tegen een hologram te praten?
Vooruitgang heeft zijn eigen wetten - we beheersen nieuwe wetenschapsgebieden en creëren nieuwe technologieën. Het gebeurt vaak dat we iets creëren dat oorspronkelijk een ander doel had, maar er een nieuwe bestemming voor vinden en het oorspronkelijke idee uitbreiden naar andere gebieden van de wetenschap.
Dit is wat er gebeurde met computerspellen. Aan het begin van hun bestaan zouden ze slechts een bron van vermaak zijn. Later, toen we zagen hoe gemakkelijk deze technologie zijn weg vond naar jonge mensen, werden educatieve spellen gemaakt die entertainment combineerden met leren om het interessanter te maken. Dankzij de vooruitgang probeerden hun makers de gecreëerde werelden zo echt mogelijk te maken en nieuwe technologische mogelijkheden te bereiken. Het resultaat van deze activiteiten zijn games waarin de beeldkwaliteit fictie niet van werkelijkheid onderscheidt, en de virtuele wereld zo dicht bij de werkelijkheid komt dat het onze fantasieën en dromen tot leven lijkt te brengen. Het was deze technologie die een paar jaar geleden in handen viel van wetenschappers die probeerden het proces van het opleiden van artsen van een nieuwe generatie te moderniseren.
Trainen en plannen
Over de hele wereld worden medische scholen en universiteiten geconfronteerd met een ernstige belemmering bij het doceren van geneeskunde en aanverwante wetenschappen aan studenten - het gebrek aan biologisch materiaal voor studie. Hoewel het gemakkelijk is om in laboratoria cellen of weefsels te produceren voor onderzoeksdoeleinden, wordt dit een steeds groter probleem. ontvangende instanties voor onderzoek. Tegenwoordig zijn mensen minder geneigd hun lichaam te bewaren voor onderzoeksdoeleinden. Daar zijn veel culturele en religieuze redenen voor. Dus wat moeten studenten leren? Cijfers en lezingen zullen nooit het directe contact met de expositie vervangen. Om dit probleem het hoofd te bieden, werd een virtuele wereld gecreëerd waarmee je de geheimen van het menselijk lichaam kunt ontdekken.
Virtueel beeld van het hart en de thoracale vaten.
di 2014, prof. Mark Griswold van Case Western Reserve University in de VS, nam deel aan de studie van een holografisch presentatiesysteem dat de gebruiker meeneemt naar een virtuele wereld en hem in staat stelt ermee te communiceren. Als onderdeel van de tests kon hij de wereld van hologrammen in de omringende realiteit zien en in de virtuele wereld contact maken met een andere persoon - een computerprojectie van een persoon in een aparte kamer. Beide partijen konden in virtual reality met elkaar praten zonder elkaar te zien. Het resultaat van een verdere samenwerking tussen de universiteit en haar medewerkers met wetenschappers waren de eerste prototypetoepassingen voor de studie van de menselijke anatomie.
Door een virtuele wereld te creëren, kunt u elke structuur van het menselijk lichaam recreëren en in een digitaal model plaatsen. In de toekomst zal het mogelijk zijn om kaarten van het hele organisme te maken en het menselijk lichaam te verkennen in de vorm van een hologram, hem van alle kanten gadeslaan, de geheimen van het functioneren van individuele organen onderzoeken, met voor zijn ogen een gedetailleerd beeld van hen. Studenten kunnen anatomie en fysiologie studeren zonder contact met een levend persoon of zijn dode lichaam. Bovendien zal zelfs een leraar lessen kunnen geven in de vorm van zijn holografische projectie, niet op een bepaalde plaats. Tijds- en ruimtelijke beperkingen in de wetenschap en toegang tot kennis zullen verdwijnen, alleen toegang tot technologie blijft een mogelijke barrière. Met het virtuele model kunnen chirurgen leren zonder operaties uit te voeren aan een levend organisme, en de nauwkeurigheid van het scherm zal een zodanige kopie van de realiteit creëren dat het mogelijk zal zijn om de realiteit van een echte procedure getrouw te reproduceren. inclusief de reacties van het hele lichaam van de patiënt. Virtuele operatiekamer, digitale patiënt? Dit is nog geen pedagogische prestatie geworden!
Met dezelfde technologie kunnen specifieke chirurgische procedures voor specifieke mensen worden gepland. Door hun lichaam zorgvuldig te scannen en een holografisch model te maken, kunnen artsen meer te weten komen over de anatomie en ziekte van hun patiënt zonder invasieve tests uit te voeren. De volgende behandelingsfasen zullen worden gepland op modellen van zieke organen. Bij het starten van een echte operatie kennen ze het lichaam van de geopereerde persoon perfect en zal niets hen verbazen.
Training op een virtueel model van het lichaam van de patiënt.
Technologie zal contact niet vervangen
De vraag rijst echter: kan alles worden vervangen door technologie? Geen enkele beschikbare methode zal het contact met een echte patiënt en met zijn lichaam vervangen. Het is onmogelijk om de gevoeligheid van weefsels, hun structuur en consistentie, en vooral menselijke reacties, digitaal weer te geven. Is het mogelijk om menselijke pijn en angst digitaal te reproduceren? Ondanks technologische vooruitgang zullen jonge artsen nog steeds echte mensen moeten ontmoeten.
Niet voor niets werd enkele jaren geleden aanbevolen dat medische studenten in Polen en over de hele wereld aanwezig waren sessies met echte patiënten en hun relaties met mensen aangaan, en dat wetenschappelijk personeel, naast het opdoen van kennis, ook empathie, compassie en respect voor mensen leert. Het komt vaak voor dat de eerste echte ontmoeting van geneeskundestudenten met een patiënt plaatsvindt tijdens een stage of stage. Verscheurd uit de academische realiteit, zijn ze niet in staat om met patiënten te praten en hun moeilijke emoties het hoofd te bieden. Het is onwaarschijnlijk dat de verdere scheiding van studenten en patiënten door nieuwe technologie een positief effect zal hebben op jonge artsen. Zullen we hen helpen om gewoon mens te blijven door excellente professionals te creëren? Een arts is immers geen ambachtsman en het lot van een zieke hangt grotendeels af van de kwaliteit van het menselijk contact, van het vertrouwen dat de patiënt in zijn arts heeft.
Lang geleden verwierven de pioniers van de geneeskunde - soms zelfs in strijd met de ethiek - kennis uitsluitend op basis van contact met het lichaam. De huidige medische kennis is eigenlijk het resultaat van deze zoektochten en menselijke nieuwsgierigheid. Hoeveel moeilijker was het om de werkelijkheid te kennen, nog steeds niets echt te weten, om ontdekkingen te doen, uitsluitend vertrouwend op de eigen ervaring! Veel chirurgische behandelingen werden ontwikkeld met vallen en opstaan, en hoewel dit soms tragisch eindigde voor de patiënt, was er geen andere uitweg.
Tegelijkertijd leerde dit gevoel van experimenteren met het lichaam en de levende persoon op de een of andere manier respect voor beide. Dit zette me aan het denken over elke geplande stap en het nemen van moeilijke beslissingen. Kunnen een virtueel lichaam en een virtuele patiënt hetzelfde leren? Zal contact met een hologram nieuwe generaties artsen respect en mededogen leren, en zal praten met een virtuele projectie helpen bij het ontwikkelen van empathie? Dit probleem wordt geconfronteerd met wetenschappers die digitale technologieën implementeren in medische universiteiten.
De bijdrage van nieuwe technische oplossingen aan de opleiding van artsen kan ongetwijfeld niet worden overschat, maar niet alles kan worden vervangen door een computer. Dankzij de digitale realiteit kunnen specialisten een ideale opleiding krijgen en kunnen ze ook 'menselijke' artsen blijven.
Visualisatie van de technologie van de toekomst - een model van het menselijk lichaam.
Modellen en details afdrukken
In de wereldgeneeskunde zijn er al veel beeldtechnologieën die een paar jaar geleden als kosmisch werden beschouwd. Wat hebben we bij de hand? 3D-weergaven is een ander uiterst nuttig hulpmiddel dat wordt gebruikt bij de behandeling van moeilijke gevallen. Hoewel 3D-printers relatief nieuw zijn, worden ze al enkele jaren in de geneeskunde gebruikt. In Polen worden ze voornamelijk gebruikt bij behandelplanning, incl. hartoperatie. Elke hartafwijking is een grote onbekende, omdat geen twee gevallen hetzelfde zijn, en soms is het voor artsen moeilijk te voorspellen wat hen zou kunnen verrassen na het openen van de borst van een patiënt. De technologieën waarover we beschikken, zoals beeldvorming met magnetische resonantie of computertomografie, kunnen niet alle structuren nauwkeurig weergeven. Daarom is er behoefte aan een dieper begrip van het lichaam van een bepaalde patiënt, en artsen bieden deze mogelijkheid met behulp van XNUMXD-beelden op een computerscherm, verder vertaald in ruimtelijke modellen van siliconen of plastic.
Poolse hartchirurgische centra gebruiken de methode van het scannen en in kaart brengen van hartstructuren al enkele jaren in 3D-modellen, op basis waarvan operaties worden gepland.. Het komt vaak voor dat alleen het ruimtelijk model een probleem aan het licht brengt dat de chirurg tijdens de procedure zou verbazen. De beschikbare technologie stelt ons in staat om dergelijke verrassingen te vermijden. Daarom krijgt dit type onderzoek steeds meer aanhangers en in de toekomst gebruiken klinieken 3D-modellen bij de diagnose. Specialisten op andere medische gebieden gebruiken deze technologie op een vergelijkbare manier en ontwikkelen deze voortdurend.
Sommige centra in Polen en in het buitenland voeren al baanbrekende operaties uit met behulp van bot- of vasculaire endoprothesen geprint met 3D-technologie. Orthopedische centra over de hele wereld zijn 3D-printen van prothetische ledematen die bij uitstek geschikt zijn voor een bepaalde patiënt. En, belangrijker nog, ze zijn veel goedkoper dan traditionele. Enige tijd geleden bekeek ik met emotie een fragment uit een reportage waarin het verhaal van een jongen met een geamputeerde arm te zien was. Hij ontving een XNUMXD-geprinte prothese die een perfecte replica was van de arm van Iron Man, de favoriete superheld van de kleine patiënt. Het was lichter, goedkoper en vooral perfect passend dan conventionele prothesen.
De droom van geneeskunde is om elk ontbrekend lichaamsdeel dat kan worden vervangen te maken door een kunstmatig equivalent in 3D-technologie, aanpassing van het gemaakte model aan de eisen van een bepaalde patiënt. Dergelijke gepersonaliseerde "reserveonderdelen" die tegen een betaalbare prijs worden gedrukt, zouden een revolutie teweegbrengen in de moderne geneeskunde.
Onderzoek naar het hologramsysteem wordt voortgezet in samenwerking met artsen uit vele specialismen. Ze verschijnen al eerste apps met menselijke anatomie en de eerste artsen zullen leren over de holografische technologie van de toekomst. 3D-modellen zijn onderdeel geworden van de moderne geneeskunde en stellen u in staat om de beste behandelingen te ontwikkelen in de privacy van uw kantoor. In de toekomst zullen virtuele technologieën vele andere problemen oplossen die de geneeskunde probeert te bestrijden. Het zal nieuwe generaties artsen voorbereiden en er zal geen limiet zijn aan de verspreiding van wetenschap en kennis.
