Здравоохранение и медицина уже давно находятся в авангарде разработки инноваций. С течением времени достижения в области технологий помогли сформировать и улучшить систему здравоохранения [1]. Впервые технологию дополненной реальности (ДР) начали применять в медицине в 1990-х годах с целью предварительного планирования хирургического вмешательства и оценки больших объемов данных, появляющихся во время вмешательства [2]. В настоящее время технология ДР является одной из самых перспективных технологий цифрового здравоохранения, интерес к которой значительно вырос за последние годы [3].

Одним из наиболее значимых преимуществ технологии ДР является возможность интеграции цифровой информации с данными об окружающей действительности пользователя в режиме реального времени [4]. С помощью этой технологии можно изучать и отображать информацию в поле зрения пользователя, что позволяет использовать ее в режиме реального времени. Используя этот метод, можно визуализировать физическую реальность, дополненную или усиленную сгенерированными компьютером воспринимаемыми данными, такими как изображения, данные глобальной системы позиционирования (GPS), аудио- или видеосигналы [5].

Эта технология позволяет объединить физическую и цифровую реальность и в последнее время становится все более доступной, приемлемой по цене и удобной для пользователей [2]. Для улучшения взаимодействия с пользователями в технологии ДР используются звуковые сигналы, изображения, видео, текстовые сообщения, различные специальные эффекты и тактильная обратная связь [1]. Эта технология обладает значительным потенциалом для использования в качестве инструмента эффективного, контекстного и ситуативного обучения. Она также может помочь в достижении нового понимания на основе взаимодействия пользователя с виртуальными объектами [5].

 

С помощью нескольких технологий ДР можно выполнять широкий спектр задач. К ним относятся проведение видеоконференций, сопоставление виртуальных изображений с реальными объектами, демонстрация и управление информацией, находящейся в поле зрения пользователя [5]. Технология ДР быстро развивается и нашла широкое применение в различных секторах здравоохранения [6]. Польза, которую применение технологии ДР может принести системе здравоохранения, действительно огромна [7]. В настоящей статье представлен обзор возможностей различных технологий ДР, применение которых может произвести революцию в сфере здравоохранения и фармацевтики.

 

Основное различие между дополненной и виртуальной реальностью

Технологии ДР и виртуальной реальности тесно связаны, однако принципиально отличаются друг от друга [5]. Виртуальная реальность обеспечивает полное погружение с созданием трехмерного мира, который полностью отделяет пользователя от физической реальности (блокирует сигналы внешнего мира). Дополненная же реальность позволяет сохранить связь с внешним миром. Более того, эта технология позволяет улучшить связь пользователей с реальным миром [3, 5]. По сравнению с виртуальной реальностью технология ДР позволяет использовать менее громоздкое оборудование [8].

 

Применение в здравоохранении

Существует высокий спрос на разработку решений, которые бы позволили улучшить текущую практику в области реабилитации, хирургии, образования, приобретения необходимых навыков и здравоохранения [9]. В связи с быстрым развитием технологий изучение дополненной реальности было включено в программы многих медицинских специальностей [2]. Применение технологии ДР открывает новые возможности в сфере здравоохранения [7].

 

Стоматология

В области стоматологии основная сфера применения технологии — это челюстно-лицевая хирургия и хирургия полости рта. Чаще всего ее применяют при проведении таких процедур, как установка зубных имплантатов, а также при ортогнатических операциях. Технология ДР находит все большее применение и в других областях стоматологии, таких как эндодонтия, восстановительная стоматология и ортодонтия [10]. Например, программное обеспечение ДР, установленное на «умные» очки, помогает стоматологу более точно формировать коронки благодаря наложению данных в реальном времени, получаемых со стоматологического сканера [4].

 

ДР в хирургии

В области хирургии технология ДР — ключевой инструмент повышения безопасности и эффективности хирургического вмешательства [11]. Использование этой технологии обеспечивает хирургов уникальными возможностями планирования различных операций и достижения желаемых результатов. Например, использование технологии ДР с помощью смартфона — это очень удобный инструмент для планирования различных черепно-лицевых реконструктивных вмешательств. С точки зрения финансовых ресурсов и затрат времени такой подход позволяет экономить [2].

При проведении вмешательства использование технологии ДР позволяет улучшить визуализацию на основании данных компьютерной (КТ) или магнитно-резонансной томографии (МРТ) путем наложения стереоскопических проекций. Такая информация имеет решающее значение при операциях, требующих точного доступа к определенному органу. Например, технологию ДР можно использовать при планировании вмешательства, связанного с наличием опухоли или важных окружающих структур. Примером такой операции может быть минимально инвазивная радикальная простатэктомия или частичная нефрэктомия, когда сложная анатомия сосудистой или нервной системы может затруднить удаление опухоли [4].

 

Медицинское образование и приобретение практических навыков

Технология ДР обладает огромным потенциалом для того, чтобы произвести революцию в медицинском образовании и приобретении практических навыков. Эта технология позволяет разрабатывать гиперреалистичные симуляции, обеспечивающие безопасную среду для учащихся, осваивающих различные навыки и процедуры [5]. Она также позволяет получать интерактивные знания о том, как различные медицинские устройства и новые лекарственные препараты взаимодействуют с организмом [8]. Использование технологии ДР также может повысить уровень подготовки медицинских специалистов, позволяя им изучать анатомические особенности пациентов в открытом трехмерном пространстве [12].

С помощью технологии ДР преподаватели могут передавать студентам-медикам основные знания из области анатомии и физиологии. Врачи могут использовать эту технологию для изучения новых лекарственных препаратов и методов лечения. Приложение ARnatomy использует оптическое распознавание символов для доступа к изображениям из учебников и наложения цифровой информации на структуры тела человека. Его цель — заменить громоздкие книги и помочь студентам выучить названия мышц и костей [4].

Использование технологии ДР также изменило процесс обучения молодых хирургов в операционных. Приложение Touch Surgery позволяет пользователям выполнять операции в любое время и в любом месте. С помощью этого интерактивного мобильного симулятора хирургических операций можно шаг за шагом изучить все этапы проведения различных процедур [4].

Дистанционное консультирование в области хирургии

Программное решение с видеоподдержкой VIPAR (виртуальное интерактивное присутствие в дополненной реальности), позволяет хирургу проводить дистанционные консультации в режиме реального времени через стандартное интернет-соединение, помогая оперирующему хирургу [13].

 

Обучение младшего медицинского персонала

Моделирование различных сценариев оказания помощи пациентам с использованием планшетов с поддержкой технологии ДР позволяет младшему медицинскому персоналу более точно понять имеющиеся сложности и состояние пациентов. Это также позволяет более эффективно решать повседневные рабочие задачи, для решения которых требуются технические знания, навыки общения и работы в команде [4].

 

Повышение качества медицинской помощи

С помощью технологии ДР пациенты могут более точно описать свои симптомы врачам. Это также дает им возможность играть более активную роль при получении медицинской помощи [12]. С помощью технологии ДР врачи могут более точно диагностировать заболевания пациентов [7].

 

Помощь слабовидящим лицам

Очки SmartSpecs от компании VA-ST позволяют более четко видеть предметы в повседневной жизни и улучшить функцию зрения у лиц, использующих программное обеспечение для 3D-распознавания. Они помогают лицам с потерей зрения и пациентам с тяжелыми нарушениями зрения находить потерянные вещи, узнавать людей и легко ориентироваться в окружающем пространстве [4].

 

Визуализация периферических сосудов

С помощью технологии ДР можно визуализировать сосудистую сеть на поверхность тела пациента в режиме реального времени. Например, система AccuVein AV400 позволяет накладывать карту сосудистой сети пациента на поверхность его тела в режиме реального времени. Это позволяет врачам изучать проходимость вен, а также минимизировать дискомфорт при проведении венепункции [4, 14].

 

Технология ДР в медицине неотложных состояний

В медицине неотложных состояний технологию ДР можно применять для решения широкого спектра задач. Использование этой технологии может быть полезным и эффективным при оказании медицинской помощи пациентам в амбулаторных условиях, в условиях стационара и в операционных, а также в обучении и практической подготовке специалистов по оказанию неотложной медицинской помощи. Кроме того, технологию ДР можно использовать при оказании медицинской помощи дистанционно, что указывает на важную роль этой технологии в области телемедицины.

В области здравоохранения технология ДР позволяет создать особые условия взаимодействия между пользователем и окружающей средой. Например, в системе ДР на одном экране можно вывести информацию о показателях жизненно важных функций организма в реальном времени в сочетании с лабораторными данными и данными визуализирующих исследований, что позволит врачам лучше сосредоточиться на пациентах. Кроме того, как и при планировании и проведении хирургических операций, технологию ДР можно использовать и при проведении процедур в отделениях неотложной помощи.

Например, наложение УЗИ-изображений с использованием интерфейса для визуализации позволяет врачам не отвлекаться от пациента и используемых ими устройств или игл. Технологию ДР также можно использовать при дистанционном консультировании с экспертами при проведения процедур и в других сферах телемедицины [5].

 

 

Список литературы

1. Future of Healthcare infused with Augmented Reality Доступно по ссылке: https://www.techgenyz.com/2021/03/19/future-of-healthcare-infused-with-augmented-reality/

(дата последнего обращения: 8 октября 2021 г.)

2. Alshomer F, Alazzam A, Alturki A, Almeshal O, Alhusainan H. Smartphone-assisted Augmented Reality in Craniofacial Surgery. Plastic and Reconstructive Surgery Global Open. 2021 Aug 13;9(8):e3743

3. Augmented Reality In Healthcare Will Be Revolutionary: 9 Examples Доступно по ссылке:

https://medicalfuturist.com/augmented-reality-in-healthcare-will-be-revolutionary/

(дата последнего обращения: 8 октября 2021 г.)

4. Augmented Reality to Revolutionize the Health Care Доступно по ссылке:

https://aabme.asme.org/posts/novel-augmented-reality-technology-to-revolutionize-the-health-care-industry (дата последнего обращения: 8 октября 2021 г.)

5. Munzer BW, Khan MM, Shipman B, Mahajan P. Augmented reality in emergency medicine: a scoping review. Journal of medical Internet research. 2019 Apr 17;21(4):e12368.

6. Pellegrino G, Mangano C, Mangano R, Ferri A, Taraschi V, Marchetti C. Augmented reality for dental implantology: a pilot clinical report of two cases. BMC Oral Health. 2019 Jul 19;19(1):158

7. Augmented Reality in Healthcare Доступно по ссылке: https://www.plugandplaytechcenter.com/resources/augmented-reality-healthcare/

(дата последнего обращения: 8 октября 2021 г.)

8. The benefits of AR in healthcare Доступно по ссылке: https://medcitynews.com/2019/09/the-benefits-of-ar-in-healthcare/ (дата последнего обращения: 8 октября 2021 г.)

9. Ferrari V, Klinker G, Cutolo F. Augmented reality in healthcare. Journal of Healthcare Engineering. 2019 Jul 1;2019:9321535

10. Ho-Beom Kwon,Young-Seok Park, Jung-Suk Han. Augmented reality in dentistry: a current perspective. Acta Odontologica Scandinavica. 2018 Oct;76(7):497–503

11. Vávra P, Roman J, Zonča P, Ihnát P, Němec M, Kumar J et al. Recent development of augmented reality in surgery: a review. Journal of healthcare engineering. 2017 Aug 21;2017.

12. Augmented Reality (AR) in Healthcare Доступно по ссылке:

https://medium.com/swevens/augmented-reality-ar-in-healthcare-3c12bdf86a8e (дата последнего обращения: 8 октября 2021 г.)

13. Shenai MB, Dillavou M, Shum C, Ross D, Tubbs RS, Shih A et al. Virtual interactive presence and augmented reality (VIPAR) for remote surgical assistance. Operative Neurosurgery. 2011 Mar 1;68(suppl_1):ons200-7.

14. AccuVein® Vein Visualization: The Future of Healthcare is Here Доступно по ссылке:

https://www.accuvein.com/why-accuvein/ar/ (дата последнего обращения: 8 октября 2021 г.)

15. Augmented Reality in Healthcare: The Industry Future! Доступно по ссылке: https://www.fingent.com/blog/how-augmented-reality-in-healthcare-is-set-to-transform-the-industry-in-future/. (дата последнего обращения: 8 октября 2021 г.)