واقعیت مجازی و واقعیت افزوده 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 مطلب به بررسی کاربردهای AR و VR در پزشکی میپردازیم و مزایای بالقوه این فناوریها را مورد بحث قرار میدهیم.
واقعیت افزوده (AR) چیست؟
واقعیت افزوده (Augmented Reality) یا AR به معنای اضافه کردن اطلاعات مجازی به دنیای واقعی است که با تقویت حواس پنجگانه 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 3D بدن انسان و یادگیری ساختار و عملکرد اندامها استفاده کنند. این امر میتواند به آنها کمک کند تا مفاهیم پیچیده را به صورت بصری درک کنند. همچنین سیستمهای AR میتوانند عملهای جراحی را شبیهسازی کنند و به جراحان در تمرین رویهها و ارتقای مهارتهای خود کمک کنند.
واقعیت مجازی (VR) چیست؟
واقعیت مجازی (Virtual Reality) یا VR با استفاده از کامپیوتر، یک تصویر و محیط کاملا مصنوعی شبیهسازی 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.
تفاوت AR و VR چیست؟
تفاوت اصلی این دو فناوری در نحوه تعامل کاربر با محیط است. واقعیت افزوده اطلاعات، تصاویر یا مدلهای دیجیتال را روی دنیای واقعی قرار میدهد. بنابراین کاربر همچنان محیط اطراف خود را میبیند و در عین حال اطلاعات مجازی نیز به آن اضافه میشود.
در مقابل، واقعیت مجازی کاربر را از محیط واقعی جدا کرده و وارد یک محیط کاملاً شبیهسازیشده و سهبعدی میکند. به همین دلیل، AR بیشتر برای نمایش اطلاعات و کمک به انجام فعالیتها در محیط واقعی و VR برای آموزش، شبیهسازی و تمرین در محیطهای مجازی کاربرد دارد.
کاربرد 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.
استفاده از واقعیت افزوده برای هدایت 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 عملهای حساس و پیچیده مثل عمل فک و صورت به جراح منتقل کند.
VOSTARS چگونه به جراح کمک میکند؟
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. همچنین 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.
مزایای واقعیت مجازی و واقعیت افزوده در پزشکی
مهمترین مزایای استفاده از این فناوریها در حوزه پزشکی عبارتند از:
- تجسم سهبعدی ساختارهای آناتومیک
- افزایش تعامل در آموزش پزشکی
- امکان شبیهسازی اقدامات پزشکی در محیط کنترلشده
- دسترسی سریعتر به اطلاعات بیمار در برخی کاربردهای جراحی
- امکان تمرین و تکرار اقدامات بدون قرار گرفتن بیمار در معرض خطر
- کمک به برنامهریزی و هدایت برخی جراحیها
- افزایش تعامل بیمار با فرآیند درمان در برخی موارد
چالشهای استفاده از واقعیت مجازی و واقعیت افزوده در پزشکی
دلایل 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 استفاده از 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 وضوح و میدان دید محدودی داشته باشند و هدستهای AR میتوانند حجیم و سنگین باشند.
جمعبندی
با وجود چالشهایی که ذکر شد، در سالهای اخیر پیشرفتهای قابل توجهی در کاربرد واقعیت مجازی و واقعیت افزوده در حوزه پزشکی 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.
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.