Цифровые двойники в медицине

VR-технологии уже сейчас помогают эффективно обучать медсестер и врачей, а в будущем позволят даже предсказывать течение болезни каждого пациента. О том, как создаются медицинские “двойники”, рассказывают эксперты NomixVR.

Концепция VR-двойника в здравоохранении

Цифровой двойник (аватар) —  это трехмерная модель какого-либо объекта из реального мира, будь то человек, животное, механизм и т.д. 

В зависимости от целей проекта аватар может быть более или менее реалистичным и полным — что, конечно, отражается на стоимости разработки.  Например, для большинства  VR-игр достаточно схематичной модели рук персонажа, чтобы игрок мог “держать” в них предметы. А вот для обучающего симулятора в промышленности потребуется воссоздать машину или агрегат в мельчайших деталях.

Мы уже  рассказывали о цифровых двойниках (аватарах) в сегментах виртуальных мероприятий и  VR-игр. Однако есть еще одна сфера, где аватары играют ключевую роль: медицина. 

Как применяются  VR-аватары в медицине?

Можно выделить три вида цифровых двойников в медицине: обобщенные модели “пациентов” для обучения; индивидуальные аватары конкретных пользователей; и VR-модели оборудования.

• Обучение медперсонала

VR — оптимальный инструмент для обучения врачей и особенно медсестер: они могут практиковаться на “виртуальном пациенте” столько раз, сколько потребуется. Например, можно отрабатывать навыки массажа сердца или забора анализов. Значение виртуальной реальности в обучении резко выросло с начала пандемии Covid-19, поскольку обучение на реальных пациентах стало трудно организовать из-за соображений социальной дистанции.

• Персонализованное лечение: личный аватар

В этом случае задача куда сложнее: создать не усредненного “виртуального пациента”, а VR-копию конкретного человека. В нее войдут всевозможные медицинские данные: результаты МРТ, компьютерной томографии, ЭКГ, рентгена, анализов крови и т.д. С помощью такого аватара можно будет проводить более точную диагностику и даже предсказывать будущие болезни. 

Проекты в этой сфере уже разрабатываются (см. примеры в конце статьи), но для полной реализации потребуется новое поколение суперкомпьютеров мощностью свыше 1 квинтиллиона операций в секунду. Так что настоящего “виртуального человека” в медицине мы увидим не раньше, чем через пять лет. 

• Работа с оборудованием

Новое медицинское оборудование часто поступает в больницы в 1 – 2 экземплярах, и организовать обучение для всех сотрудников на реальных аппаратах крайне сложно. На помощь приходят точные 3D-модели оборудования и VR-очки. По уровню усвоения информации обучение на виртуальной аппаратуре не уступает “живым” тренингам.

Процесс создания медицинских аватаров

На начальной стадии разработки проекта VR-студия и заказчик должны ответить на ряд ключевых вопросов:

• Оборудование, пациент или событие? Если требуется создать модель конкретного медицинского аппарата, специалисты VR-студии используют снимки и чертежи, а зачастую и выезжают на объект, чтобы произвести замеры. Если нужно воспроизвести сценарий события (например, пожара в больнице), то команде студии тем более нужно посетить непосредственную локацию, чтобы воспроизвести ее в 3D. А вот если клиенту нужны лишь модели “пациентов”, то у студии уже могут быть заготовки, которые можно адаптировать под конкретный сценарий (кровотечение, перелом, искусственное дыхание и т.д.). 
• Однопользовательский или многопользовательский режим? Многие медицинские сценарии требуют работы в команде — особенно это касается хирургических операций и быстрого реагирования при ЧС. При разработке VR для нескольких пользователей студия создает отдельного двойника для каждого из них (а не только двойника пациента), чтобы участники могли взаимодействовать.
• Какой уровень точности требуется? VR-контент разрабатывается под конкретные модели очков виртуальной реальности. Для большинства сценариев достаточно бюджетных моделей вроде Oculus Go. Но если речь идет о воссоздании сложного оборудования или мелких частей анатомии, то лучше использовать очки промышленного класса, такие как Varjo. Естественно, это отражается на бюджете. 

Три примера цифровых двойников

Маммографическая система GE Senographe (ArchVirtual)

VR-модель предоставила специалистам из разных уголков США уникальную возможность познакомиться с новым  маммографом. Аппарат слишком велик, чтобы перевозить его “вживую” в ходе демонстрационного турне. 

Virtual Human (CompBioMed Centre of Excellence при финансовой поддержке ЕС) 

Цель проекта — создать точную копию каждого пациента (вплоть до кода ДНК), чтобы смоделировать индивидуальный план лечения на суперкомпьютере. Пока что идет ранний этап разработки. 

UbiSim, платформа для обучения медсестер

Платформа разработана для очков Oculus VR, причем контент можно воспроизводить на большом экране в режиме реального времени. Стоит отметить многопользовательский режим: до 4 учащихся могут работать с одним “пациентом” одновременно. 

VR-симуляторы и двойники — отличный способ сократить расходы на обучение персонала и улучшить усвоение материала. Напишите нам на info@nomixvr.ru  — мы с удовольствием поделимся идеями и поможем вам внедрить VR максимально эффективно.