واقعیت افزوده و واقعیت مجازی در پزشکی

کاربرد واقعیت مجازی در اتاق عمل

فناوری واقعیت افزوده و واقعیت مجازی در پزشکی

امروزه واقعیت مجازی (VR) و واقعیت افزوده (AR) که برای اولین بار با صنعت بازی‌های کامپیوتری رایج شدند، راه خود را به سمت مراقبت‌های بهداشتی باز کرده‌اند. در واقع با ظهور واقعیت افزوده و واقعیت مجازی، حوزه پزشکی در آستانه یک انقلاب فناورانه‌ هیجان‌انگیز قرار دارد. این فناوری‌های نوظهور، پتانسیل دگرگونی طیف گسترده‌ای از جنبه‌های حوزه بهداشت و درمان از آموزش و پژوهش گرفته تا تشخیص و درمان را دارند. در این مقاله به بررسی کاربردهای AR و VR در پزشکی می‌پردازیم و مزایای بالقوه این فناوری‌ها را مورد بحث قرار می‌دهیم. این فناوری‌ها در آینده نه چندان دور، جان هزاران انسان را در اتاق عمل نجات ‌می‌دهند. 

واقعیت افزوده (AR) چیست؟

واقعیت افزوده (Augmented Reality) یا AR به معنای اضافه کردن اطلاعات مجازی به دنیای واقعی است که با تقویت حواس پنج گانه به کاربر اجازه می‌دهد، وظایف خود را به طور مؤثرتری انجام دهد. این کار را میتوان با استفاده از تصاویر در هم ادغام شده، ویدئو یا مدل‌های تولید شده توسط کامپیوتر انجام داد. به عنوان مثال AccuVein یک دستگاه پروژکتور مانند است که نقشه عروق را روی سطح پوست نمایش می‌دهد. این دستگاه از مادون قرمز و دوربین برای ایجاد تصویری از رگ‌ها بر روی پوست بیمار استفاده می‌کند. این امر به ویژه برای بیمارانی که رگ‌هایشان به سختی قابل مشاهده یا لمس هستند (مانند نوزادان، کودکان و افراد مسن) مفید است.

از طرفی دانشجویان پزشکی می‌توانند از AR برای کاوش و بررسی مدل‌های آناتومیکی ۳D بدن انسان و یادگیری ساختار و عملکرد اندام‌ها استفاده کنند. این امر می‌تواند به آنها کمک کند تا مفاهیم پیچیده را به روشی بصری درک کنند. همچنین سیستم‌های AR می‌توانند عمل‌های جراحی را شبیه سازی کنند و به جراحان در تمرین رویه‌ها و بهبود مهارت‌های خود کمک کنند.

واقعیت افزوده

واقعیت مجازی (VR) چیست؟

واقعیت مجازی (Virtual Reality) یا VR با استفاده از کامپیوتر یک تصویر و محیط کاملا مصنوعی شبیه سازی شده را ایجاد می‌کند. به عبارت دیگر واقعیت مجازی صرفاً یک محیط سه بعدی شبیه‌سازی شده توسط کامپیوتر است که کاربران را قادر می‌سازد تا به کاوش و تعامل با آن محیط مجازی بپردازند.

این محیط مجازی با سخت‌افزار و نرم‌افزار رایانه ایجاد می‌شود. ممکن است کاربران برای تعامل با محیط، نیاز به پوشیدن وسایلی مانند عینک داشته باشند. هرچه کاربران عمیق‌تر بتوانند خود را در یک محیط واقعیت مجازی غوطه‌ور کنند و محیط فیزیکی اطراف خود را مسدود کنند، بیشتر می‌توانند آن محیط را واقعی بپندارند. این فناوری راه درازی را در ارائه حسی واقعی پیموده است و نویدبخش استفاده تجاری در بسیاری از صنایع از جمله پزشکی می‌باشد.

استفاده از واقعیت مجازی و واقعیت افزوده برای درک آناتومی

استفاده از VR و AR امکان آشنایی با آناتومی را به روش‌های کاملاً جدیدی فراهم می‌کند. در گذشته، آموزش آناتومی معمولاً با استفاده از اطلس تشریح یا در اتاق تشریح انجام می‌شد. اما با روی کار آمدن AR و VR درک بهتری از ساختارهای آناتومیکی در فضای مجازی یا واقعی ارائه شد.

نمونه‌ای از این کار استفاده از کینکت مایکروسافت برای تولید یک “آینه دیجیتالی” است. این آینه‌ دیجیتالی توسط مجموعه داده‌های آناتومیکی برای تجسم ساختارهایی مانند عضله کار می‌کند. این فناوری روی لباس‌هایی که دارای کدهای مخصوص هستند، اعمال می‌شود. وقتی این کد توسط نرم‌افزار دوربین تشخیص داده می‌شود، تصاویر آناتومیکی متحرک از اندام‌های داخلی نمایش داده می‌شوند. بنابراین این روش‌ها درک ما از آناتومی را در مواقعی که با کمبود نمونه‌های واقعی برای تشریح مواجه هستیم، افزایش می‌دهد. 

مشاهده آناتومی

استفاده از واقعیت افزوده در عمل جراحی

به کارگیری فناوری واقعیت افزوده در اتاق عمل، اطلاعات مجازی را وارد دنیای واقعی می‌کند. فابریتزو کوتولو، متخصص مهندسی پزشکی می‌گوید:‌ «برای افزودن تصاویر جراحی به دنیای واقعی، نیاز به دوربین‌هایی داریم که بتوانند همه چیزهایی را که در اطرافمان رخ می‌دهد، ثبت کنند. در مرحله بعد باید تصاویر مجازی از فضای داخل بدن بیمار را بازسازی کنیم.» به عنوان مثال محققان در حال طراحی و آزمایش طرح اروپایی موسوم به «VOSTARS» در بیمارستانی در شهر پیزا ایتالیا هستند تا بیشترین و بهترین اطلاعات را به‌ ویژه در عملیات جراحی حساس و پیچیده مثل عمل جراحی فک و صورت به جراح منتقل کند.

هدست واقعیت افزوده

VOSTARS چگونه به جراح کمک می‌کند؟

  • ترکیب داده‌های واقعیت مجازی با داده‌های واقعی
  • افزایش دقت پزشک و کاهش زمان جراحی

این سیستم با هدستی که روی سر و صورت جراح قرار می‌گیرد، کار می‌کند و قادر است تصاویر واقعی را با تصاویر پزشکی مثل سی تی اسکن، ام آر آی، رادیوگرافی یا داده‌های دیگر بیمار ترکیب کند. داده‌های مهم مثل تعیین مکان دقیق جراحی و اطلاعات مربوط به تنفس و ضربان قلب بیمار در صفحه نمایش هدست جراح نمایش داده می‌شود؛ در نتیجه پزشک مجبور نیست برای دریافت این اطلاعات سرش را به سمت مانیتورهای دیگر اتاق عمل بچرخاند.

وینچنزو فراری، متخصص مهندسی پزشکی در دانشگاه پیزا می‌گوید: «یکی از ویژگی‌های اصلی VOSTARS این است که اطلاعاتی را که جراح حین انجام عمل به آن نیاز دارد، مقابل چشم او قرار می‌دهد. در این صورت جراح قادر است صحت اطلاعات دریافتی از واقعیت مجازی را با دقت فوق‌العاده بالا تایید کند. علاوه بر این، میدان دید جراح گسترش می‌یابد.» انتظار می‌رود این فناوری، دقت عمل جراحی را افزایش و زمان جراحی را حداقل ۱۱ درصد کاهش دهد.

واقعیت افزوده در اتاق عمل

مزایای جراحی با واقعیت افزوده و واقعیت مجازی

  • دسترسی به تصاویر و مدل‌های آناتومیک سه بعدی
  • دسترسی سریع به منابع و اطلاعات پزشکی
  • زمان آماده سازی سریع
  • محیط جراحی کم خطر
  • کاهش هزینه تجهیزات جراحی و کارکنان
  • صرفه جویی در زمان
  • امکان ذخیره تصاویر و داده‌های بیمار در یک پلتفرم AR/VR و عدم نیاز به صفحه نمایش‌های گران قیمت و کارکنان غیرضروری

چالش‌های استفاده از سیستم‌های AR و VR در پزشکی چیست؟

علل متعددی وجود دارد که چرا سیستم‌های واقعیت مجازی و واقعیت افزوده علی‌رغم پتانسیل آشکارشان، هنوز به طور کامل در بازار انبوه پذیرفته نشده‌اند. در اینجا برخی از چالش‌های کلیدی که این فناوری‌ها با آن مواجه هستند، ذکر شده است:

هزینه: هدست‌ها و سایر دستگاه‌های موردنیاز برای تجربه VR و AR می‌توانند بسیار گران باشند. این امر می‌تواند این فناوری‌ها را برای بسیاری از مصرف‌کنندگان غیرقابل دسترس کند.

کمبود محتوای باکیفیت: در حال حاضر، مقدار محدودی محتوای باکیفیت برای VR و AR وجود دارد. این امر می‌تواند انگیزه مصرف‌کنندگان برای خرید هدست و سرمایه‌گذاری در این فناوری‌ها را کاهش دهد.

محدودیت‌های فنی: فناوری‌های VR و AR هنوز در حال توسعه هستند و برخی محدودیت‌های فنی وجود دارد که باید برطرف شوند. به عنوان مثال، نمایشگرهای VR می‌توانند دارای وضوح و میدان دید محدود باشند و هدست‌های AR می‌توانند حجیم و سنگین باشند.

با وجود این چالش‌ها، پیشرفت‌های قابل توجهی در فناوری‌ VR و AR در سال‌های اخیر حاصل شده است. قیمت‌ها در حال کاهش، محتوای باکیفیت در حال افزایش و مسائل فنی در حال حل شدن است. همانطور که این فناوری‌ها به تکامل خود ادامه می‌دهند، احتمالاً شاهد افزایش پذیرش و استفاده از VR و AR در بازار انبوه در سال‌های آینده خواهیم بود.

منابع

https://www.ncbi.nlm.nih.gov

https://www.techtarget.com

مقاله مرتبط: جا ماندن وسایل جراحی در بدن بیمار

امتیاز کاربران
[تعداد نظرات: ۱ میانگین نمره: ۵]
ارسال دیدگاه