Виртуальная реальность в ортопедической хирургии: тренировочная программа для врачей и медсестер

Институт Johnson & Johnson (США) запустил тренировочную программу виртуальной реальности (VR) в ортопедической хирургии для подготовки врачей и медсестер.

Сегодня программа предназначена для отработки самых распространенных процедур: эндопротезирование коленного, тазобедренного сустава и фиксация переломов шейки бедра винтами.

Однако дальнейшие планы Института предполагают обучение хирургов-ортопедов и операционных медсестер полному спектру манипуляций с помощью VR.

Надежда на то, что использование виртуальной реальности для изучения и отработки хирургических операций поможет улучшить клинические результаты для пациентов.

О будущем виртуальной реальности в ортопедической хирургии рассказывает глава программы профессионального образования Johnson & Johnson Дэвид Бадри (David Badri).

— Расскажите, что подразумевает программа обучения VR?

— Учебная программа J&J Institute VR разработана для того, чтобы помочь улучшить хирургические методы и сделать операции безопаснее.

Виртуальная реальность позволяет тренироваться в спокойной обстановке, обеспечивая гибкость, повторяемость и обратную связь. Это качество лечения, снижение затрат на тренинги и экономия времени. Благодаря виртуальной реальности медицинский персонал может практиковаться в собственном темпе, без чрезмерной спешки и так часто, как хочется. Это особенно важно для врачей-интернов, которые сегодня ограничены несколькими учебными часами в операционной.

Программа подготовки будет модульная. Сегодня она включает  в себя несколько уникальных учебных модуля виртуальной реальности для ортопедической хирургии, такие как Total Knee Replacement или Total Hip Replacement. Благодаря добавлению новых модулей образовательные возможности ее будут расширяться.

Все инструменты и имплантаты в учебных модулях VR имитируют реальный опыт с «полным погружением» в атмосферу операционного зала, а продуманные анатомические и биомеханические нюансы подбираются в соответствии с разными сценариями операции.

— Каковы требования к объектам, где проводятся тренинги?

— Их на самом деле немного.

Мы применяем оборудование off the shelf, отработанное для потребительского рынка. Поэтому оттачивать навыки можно в любом месте — хоть дома или в общежитии. Единственное, что нужно — это источник питания и достаточно просторная комната, где можно безопасно двигаться. Мы уделили большое внимание компактности. Весь комплект оборудования VR складывается в маленький чемодан, очень легкий и транспортабельный.

— Чем уникальна система J&J? Например, по сравнению с той же Osso VR?

— Мы собираем и анализируем опыт других производителей.

Когда мы разрабатываем хирургический тренажер, мы делаем упор на комфортной и эффективной отработке навыков, способе восприятия процедур врачом или студентом, реалистичности инструментов, дидактике, метрике и других ключевых факторах. Благодаря этому хирургические тренажеры J&J легко интегрировать в учебные программы медицинских университетов и быстро масштабировать на глобальном уровне.

— Предусмотрена ли в вашей системе виртуальной реальности гаптическая обратная связь, и как она влияет на качество виртуальных тренировок?

— Мы предусмотрели минимальный уровень тактильной обратной связи.

Например, когда пользователь работает хирургической дрелью или пилит кость, он ощущает реалистичные вибрации инструмента через манипулятор. Без манипулятора сложно воспроизвести гаптичесую обратную связь, будь то HTC Vive, Oculus или другие очки. Так что при наличии соответствующего оборудования тактильная чувствительность поддерживается. Однако мы во многом сознательно жертвовали этим типом обратной связи, чтобы сделать систему очень гибкой и позволить врачам работать с тренажером без дополнительных аппаратных компонентов.

Конечно, мы иногда слышим, что тактильной чувствительности маловато. Но я редко встречал хирургические тренажеры виртуальной реальности, где тактильная обратная связь действительно дает клинически точные ощущения. Если вы хотите такую систему, то вам придется смириться с ее недостатками — гораздо меньшее модульностью и дороговизной.

Когда после тестирования наших модулей мы спрашиваем практикующих хирургов о гаптической обратной связи, они часто удивляются: «О, не было?» Опыт виртуальной реальности меняет что-то в мозге, даже не подключая кожные рецепторы.

Пользователи чувствуют то, что делают, и твердо запоминают это.

— Как разрабатывался тренажер? Как возникла сама идея?

Мы с партнерами начали разрабатывать систему виртуальной реальности в 2016 году.

Наши коллеги на протяжении 16 лет работали в области ортопедической хирургии. Данная область идеально подходит для виртуальной симуляции сразу по нескольким причинам.

Во-первых, ортопедические операции часто являются открытыми процедурами (по сравнению с лапароскопическими в висцеральной хирургии) — это значит, что пользователь полноценно задействует руки, глаза и обычные инструменты.

Во-вторых, кости, суставы и связки — это статические объекты, с которыми значительно проще управляться на мониторе, чем с подвижными сокращающимися органами.

Со стратегической стороны было важно продемонстрировать, что это не просто высокотехнологичная игрушка. Это настоящий медицинский симулятор. Новинка была хорошо принята хирургами, которые участвовали в тестировании. Они сразу осознали ценность и потенциал виртуальной реальности для своего самосовершенствования, а также для обучения младших коллег и операционных медсестер.

С технической стороны, нам приходилось подстраиваться под только-только зарождающийся рынок гарнитуры VR. Многие модели были выпущены за последние два года, поэтому адаптация технологии происходила буквально на ходу. Нынешние гарнитуры пока справляются, но не устраивают нас в плане визуального разрешения, настройки и затрат. Но рынок стремительно развивается, и мы с нетерпением ожидаем гарнитур, которые обеспечивают дополнительные преимущества и могут стать простыми plug-and-play устройствами для дома и клиники.

— Какие технологии вы применяете в виртуальном тренажере?

— С точки зрения аппаратного обеспечения, мы стараемся ограничиться доступными технологиями, которые можно найти в магазинах электроники.

Это высокопроизводительные игровые ноутбуки, поскольку модули имеют разрешение 4K и работают со скоростью 90 кадров в секунду. Высокая частота кадров важна для комфорта.

Выбирая гарнитуру, мы начали работать с HTC Vive в 2016 году, поскольку гибкость отслеживания и движения была лучшей в своем классе в то время. Однако на рынке не существует идеальной гарнитуры, и мы в ожидании лучших предложений. Наша система разработана таким образом, что пользователь волен работать с любыми гарнитурами, Oculus или чем-либо еще. Мы гарантируем полную совместимость.

Что касается программного обеспечения, модули программируются в Unity, что также является общепризнанным стандартом. Вся этой технологии прелесть в том, что творческий подход позволяет сделать с ее помощью невероятные вещи для медицинской симуляции.

Виртуальная реальность для ортопедической хирургии больше не роскошь. Компьютерные технологии становятся повседневной необходимостью, если вы стремитесь совершенствоваться и предоставлять пациентам наилучший опыт.
Источник

Присоединяйтесь к нам ВКонтакте, будьте здоровы!