Бъдещето на хирургията: Как AR и VR ще обърнат съвременната медицина

Технологиите прекрояват всеки аспект от живота ни. Веднъж седмично в Бъдещето на, ние разглеждаме иновациите във важни области, от земеделието до транспорта, и какво ще означават те през следващите години и десетилетия.

Случаят беше сложен: артропластика на рамото, за да се справи с напреднал случай на артрит, засягащ гленоида на пациента - топката част на шарнирната става в рамото. За да се справи най-ефективно със случая, хирургът поиска помощ от най-добрите. Но най-доброто беше физически на половин свят. Какво да правя?

От операционната си във Франция хирургът-ортопед Томас Грегъри се подхлъзна на a Microsoft Hololens 2 слушалки и набра трима колеги в Бразилия, Белгия и Южна Африка. Те преминаха през холограми на пациента и колективно разговаряха през операцията; надничайки, докато Грегъри отваряше раменната става на пациента, Стивън Рош, Бруно Гобато и Jean Florin Ciornohac предложи различни скоби и алтернативни пътища и наблюдава Грегъри техника. Заедно те превърнаха част от хирургията в технологична витрина.

Тази операция обаче не беше някакъв научнофантастичен филм, нито пък мечтата на пиар специалист. Всъщност това се случи само преди няколко седмици, в Болница Avicenne AP-HP в Бобини, Франция - и това е само началото.

Днес: AR хирургията е вече тук

„Hololens е като a смартфон за хирургия, това е инструментът за ефективност и информация, който премества хирургията в нова ера“, обясни Грегъри по време на панел, който организира с Microsoft, за да разпространи думата за силата на смесена реалност за лекарство. Голяма част от това, което прави хирургът, включва умствена гимнастика, каза той: Запазване на умствени картини на 2D диаграми и рентгенови лъчи, докато преминава през стъпките в главата си и внимава за червени знамена.

Разширената реалност може да поеме част от тежестта от това - това е повече от просто забавна игра за феновете на Pokemon, с други думи. AR може много ефективно да помогне на лекарите да планират процедура и да я изпълнят възможно най-ефективно.

„Това е почти GPS за хирурга“, каза Том Макгинес, изпълнителен вицепрезидент по здравеопазването на Microsoft. Игор Зауер, ръководител на експериментална хирургия в болница Шарите в Германия, е друг ентусиазиран поддръжник на технологията. Традиционният хирург пази 3D изображения в главата си и ги сравнява мислено с реалния човек, който лежи пред нея, обясни Зауер. Този лекар има ясна нужда от образни насоки, като в същото време се нуждае от свободен поглед върху работата, която я чака. AR може да предложи точно това - не утре или следващата година, а точно сега.

Има и други предимства, обясни Масимо Чеса, кардиолог интервенционист в болница Сан Донато в Италия. Изображенията са много по-ясни от думите и помагат за преодоляване на езиковите бариери, които вероятно не сте подозирали, че съществуват.

„Хирурзите говорят различен език, истински 3D език“, каза Чеса. „защото са свикнали да работят с 3D структури. Но аз съм кардиолог. Бях обучен за 2D кардиолог, след това станах 3D интервенционист.“ Смесената реалност му позволява да говори на същия език като поддържащите го хирурзи, подобрявайки качеството на грижите за пациентите.

Всъщност Грегъри вярва в технологиите толкова много, че е изгради съоръжение в рамките на неговата болница, за да позволи на хирурзи от всяка точка на света да се запознаят с най-добрите холографски практики и силата на смесената реалност.

Утре: Обучение на бъдещи лекари с изцяло нови инструменти

Асистираната хирургия изглежда като крайната реализация на тази технология, но това е само първата стъпка. Всеки хирург (освен може би Д-р Стрейндж) ще ви кажат, че оценяват допълнителен набор очи по време на особено предизвикателна операция. Но какво да кажем за допълнителна информация? Сауер каза, че той и неговият отдел за експериментална хирургия проучват начини за наслагване на неща като анатомична дълбочина информация директно в зрителното поле, „за да създадете впечатлението, че светите с фенерче през органа, докато изследвате това - каза той.

„Почти като с увеличени очи“, добави Грегъри.

Други интригуващи постижения се крият в преподаването, което изисква наблюдение. Това се прави традиционно лично: помислете за класическата картина на Рембранд, “Урокът по анатомия.Зауер каза, че екипът му е работил върху обемни записи на операция, което позволява на бъдещите студенти не просто да изучавате видеокасета, но да се разхождате из триизмерно виртуално пресъздаване на операционната зала себе си.

Но изображенията сами по себе си не са достатъчно обучение, особено за по-специализирани форми на хирургия. Учите се чрез правене, нали? Виртуалната реалност изглежда като идеална платформа, която да позволи на бъдещ хирург да усъвършенства уменията си, но без усещане за допир, без да можете да усетите как скалпелът прониква в кожата или дрънкането на острие върху кост, част от пъзела е изгубен.

Въведете тактилна обратна връзка, същата технология, която ви позволява да усетите тътнежа на пътя под колелата си в игра на шофиране. Фундаментален VR използва усъвършенстваната форма на това - кинестетична обратна връзка, срещу обикновена кожна хаптика - за да позволи на хирурга да почувства какво е като хирургия с точност до субмилиметър, използвайки различни готови устройства, от ръкавици до хаптични обятия.

„Прецизността, от която се нуждаем в хирургията, е различно ниво от това, от което се нуждаете, за да симулирате вдигане на топка или включване на лампа“, ми каза изпълнителният директор и съосновател Ричард Винсент. Той също цитира работата по изграждането на виртуална версия на пациента: в идеалния случай, докато хирургът е готов да оперира физическото ви, той е отрязал виртуалната версия дузина пъти. „Ако не мога да те науча какво е усещането да направиш нещо грешно и да го направиш правилно, как е възможно да се пренесеш в реалния свят и да го направиш?“

По-нататък, пресечната точка на авангардни технологии ще даде възможност за пълна трансформация в буквално авангарда на операционната зала.

„A.I. и разширената реалност може фундаментално да промени начина, по който изпълняваме определени процедури“, теоретизира Зауер. Представете си възможностите за пространствено откриване на органи в реално време, като изкуствен интелект анализира пациент на маса, подчертавайки очертанията на черния дроб за хирурга, за да гарантира, че и без това деликатната процедура се извършва възможно най-точно. Могат да бъдат възможни фундаментални нови форми на лечение. В близко бъдеще лекарите ще могат да се движат в мащабируема 3D, виртуална версия на пациент, изучаващ проблема от всички ъгли, преди да измисли най-малко инвазивната, най-безопасната процедура възможен. Действителната операция може да се извърши от роботи или поне от контролирани, прецизни роботизирани ръце. Това е далеч по пътя, но... нали?

„Това, разбира се, не е нищо, което ще правим утре“, каза Зауер. — Но може би на другия ден.

Препоръки на редакторите

• Бъдещето на спорта: Как биометричните данни и ИИ ще направи революция в леката атлетика