Как медики используют шлемы виртуальной реальности

31 июля 2016 в 12:46
Десятки компаний выпускают на рынок модели VR-шлемов и очков за разумные деньги. Самые громкие разработки в этой области связаны с видеоиграми, но Oculus Rift, Gear VR и аналоги годятся не только для развлечений. «Афиша Daily» рассказывает, как виртуальная реальность используется медиками.

Первые серьезные разработки в области виртуальной реальности начались в 1960-х годах, в 1990-х Sega, Nintendo и другие компании выпустили первые потребительские модели VR-шлемов. Те были такими громоздкими, а вычислительные мощности приставок были такими слабыми, что технология не получила коммерческого успеха, и о ней на время забыли. Вспомнили о ней только в 2010-х с анонсом Oculus VR, после которого в конкурентную гонку включились Samsung, Sony, HTC. За последнее время появились и специальные контроллеры, перчатки, оружие (для игры в шутеры), даже особые беговые дорожки с переменным коэффициентом сопротивления. Аналитики наперебой предсказывают то, как VR завоюет мир развлечений. Но, впрочем, уже сейчас технологии применяются далеко не только забавы ради.

Терапия после инсультов

Люди, перенесшие инсульт, нередко остаются частично парализованными, и на их восстановление могут уходить долгие годы. Врачи придумывают все новые способы реабилитации, в том числе пуская вход виртуальную реальность. Так, в испанском Университете Помпеу Фабра применяют нехитрое приложение, демонстрирующее пациенту на экране вытянутые руки, которыми он с помощью датчиков может управлять как своими конечностями. Ученые тайком настраивают систему так, чтобы виртуальные руки двигались быстрее и точнее настоящих. После десятиминутного сеанса больные чувствовали себя более уверенными и стали пользоваться парализованной рукой так же часто, как здоровые люди, благодаря чему их восстановление пошло быстрее.

В статье, опубликованной в European Journal of Physical and Rehabilitation Medicine, говорится, что из 37 исследований по теме 12 показали существенный прогресс после применения виртуальной реальности в сравнении перед обычными процедурами. В 8 исследованиях утверждается, что такая терапия очень помогает больным в повседневных задачах. Хороши ли такие программы для других конечностей и восстановления когнитивных функций, еще предстоит узнать, но новые методы уже на подходе.

Тренировка хирургов и дистанционная хирургия

Всем хирургам с чего-то приходится начинать, но какому пациенту захочется иметь дело с начинающим хирургом? Очки виртуальной реальности помогают частично разрешить проблему. В Канаде спроектировали тренажер для нейрохирургов NeuroVR, который представляет собой установку с экраном, манипуляторами, обратной связью и 30 учебными программами. Врач видит трехмерное изображение мозга и может «прооперировать» его, используя самые разные инструменты.

Компания Medical Realities тоже занимается обучающими приложениями, но использует бытовую аппаратуру. Этой весной один из ее основателей доктор Шафи Ахмед удалил опухоль кишечника в Королевском госпитале Лондона: операцию снимали на панорамную камеру и транслировали в интернет — врачи со всех концов света могли следить за процессом во всех подробностях.

Трансляция с помощью виртуальной реальности позволяет подключиться к операции и более опытному хирургу, чтобы прийти на помощь начинающему. И не важно, если доктор находится в другой части света, — он может удаленно управлять механической рукой, видя перед собой пациента на хирургическим столе.

Терапия душевных расстройств

Диагностические перечни полнятся душевными недугами, природа которых бывает до конца не ясна, а терапия недостаточно эффективна. Вот уже двадцать лет их пытаются лечить в том числе и с помощью виртуальной реальности, особенно когда дело касается тревог, фобий и посттравматического стрессового расстройства. Доктор Альберт Риццо из Университета Южной Калифорнии и инженеры компании Virtually Better изобрели установку Bravemind, чтобы лечить пациентов с поствоенным синдромом. В ее основе лежит так называемая экспозиционная терапия — давний и проверенный метод, когда пациенту показывают пугающую ситуацию в контролируемых и безопасных условиях. Солдат надевает очки виртуальной реальности и словно возвращается на фронт: Риццо проработал все вплоть до запаха пороха. По словам исследователя, благодаря интерактивности его программа часто помогает там, где обычная терапия не работает.

У Риццо есть и другие тренажеры, например, симулятор собеседования для высокофункциональных аутистов и виртуальный однополчанин, которому можно излить душу. Другие разработчики занимаются приложениями против фобий, для снятия стресса и медитации, лечения депрессии и даже никотиновой и героиновой зависимостей.

Лечение глазных болезней

Современные очки виртуальной реальности бинокулярные, то есть показывают отдельные изображения для каждого глаза, которые объединяет уже мозг. Как-то раз программист Джеймс Блаха догадался, что благодаря этому принципу можно лечить амблиопию (в простонародии «ленивый глаз»). У Блахи косоглазие, отчего его мозг еще в детстве перестал обрабатывать сигналы от левого глаза. Врачи не оставляли ему шанса, поэтому он решил помочь себе сам. Сначала Блаха придумал установку из двух проекторов и очков с поляризованными фильтрами, наклоненными под углом, но комплектующие обошлись бы слишком дорого. Вскоре появился прототип очков Oculus Rift за $300, и разработчик принялся за разработку игру Diplopia (позже он переименовал ее в Vivid Vision). Ее суть проста: вы играете в подобие арканоида, при этом картинка для здорового глаза затемнена так, что глазу с плохим зрением приходится подстраиваться и действовать активнее. Игрой уже пользуются в больницах, а домашняя бета-версия выйдет до конца года. Блаха говорит, что стал видеть лучше, однако Vivid Vision еще нуждается в клинических проверках.

Еще 4 способа применения виртуальной реальности в медицине

Создание комфортной обстановки для пациентов

Некоторым пациентам приходится лежать в госпитале месяцами, Это и само по себе утомительно, но если палата не в Принстон-Плейнсборо, а в травматологическом отделении больницы на отшибе райцентра, то дни проходят мучительно долго. Виртуальная реальность позволит перенестись куда угодно, например, в свою комнату, где включена панорамная камера с подключением к интернету.

Детальная диагностика

Современные методы диагностики вроде фМРТ способны выдавать трехмерное изображение органов, однако обычно врачам приходится довольствоваться отдельными проекциями на плоских экранах. В очках виртуальной реальности 3D-модель проблемного органа или тканей можно рассмотреть со всех сторон и во всех подробностях.

Лечение фантомных болей

В шестом сезоне «Доктора Хауса» главный герой избавил ворчливого соседа от фантомных болей с помощью оптической иллюзии: благодаря зеркалу тот увидел руку на месте потерянной и смог ее «разжать», обманув мозг. Примерно то же самое, только с самыми разными сценариями, можно проделать и с помощью виртуальной реальности.

Тренировка эмпатии

Некоторые молодые люди, в том числе врачи, не могут наладить контакт со старшим поколением: они раздражаются из-за медлительности, плохого зрения и слуха. VR-cимуляторы вроде We Are Alfred должны помочь представить, каково живется 74-летнему человеку с неизлечимой болезнью, плохо контролируемыми конечностями и темными пятнами перед глазами.