3D in der Medizin: Virtuelle Welt und neue Technologien

Bisher haben wir Virtual Reality mit Computerspielen in Verbindung gebracht, eine Traumwelt, die zur Unterhaltung geschaffen wurde. Hat jemand gedacht, dass etwas, das Freude macht, in Zukunft zu einem der diagnostischen Werkzeuge in der Medizin werden könnte? Wird das Handeln von Ärzten in der virtuellen Welt bessere Spezialisten machen? Wären sie in der Lage, sich auf eine menschliche Interaktion mit einem Patienten einzulassen, wenn sie es lernen würden, indem sie nur mit einem Hologramm sprechen?

Fortschritt hat seine eigenen Gesetze – wir erobern neue Wissenschaftsgebiete, schaffen neue Technologien. Es kommt oft vor, dass wir etwas erschaffen, das ursprünglich einen anderen Zweck hatte, aber eine neue Verwendung dafür finden und die ursprüngliche Idee auf andere Bereiche der Wissenschaft ausdehnen.

Das ist bei Computerspielen passiert. Am Anfang ihrer Existenz sollten sie nur eine Quelle der Unterhaltung sein. Später, als man sah, wie leicht diese Technologie den Weg zu jungen Menschen fand, wurden Lernspiele entwickelt, die Unterhaltung mit Lernen kombinierten, um es interessanter zu machen. Dank des Fortschritts versuchten ihre Schöpfer, die geschaffenen Welten so real wie möglich zu machen und neue technologische Möglichkeiten zu erreichen. Das Ergebnis dieser Aktivitäten sind Spiele, bei denen die Bildqualität die Fiktion nicht von der Realität unterscheidet und die virtuelle Welt der Realität so nahe kommt, dass sie unsere Fantasien und Träume zum Leben zu erwecken scheint. Es war diese Technologie, die vor einigen Jahren in die Hände von Wissenschaftlern fiel, die versuchten, den Prozess der Ausbildung von Ärzten einer neuen Generation zu modernisieren.

Trainiere und plane

Überall auf der Welt sehen sich medizinische Fakultäten und Universitäten mit einem ernsthaften Hindernis beim Unterrichten von Medizin und verwandten Wissenschaften für Studenten konfrontiert – dem Mangel an biologischem Studienmaterial. Während es einfach ist, Zellen oder Gewebe für Forschungszwecke in Laboren herzustellen, wird dies immer mehr zu einem Problem. Aufnahmestellen für die Forschung. Heutzutage ist es weniger wahrscheinlich, dass Menschen ihren Körper für Forschungszwecke aufbewahren. Dafür gibt es viele kulturelle und religiöse Gründe. Was sollen die Schüler also lernen? Abbildungen und Vorträge werden niemals den direkten Kontakt mit dem Exponat ersetzen. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine virtuelle Welt geschaffen, in der Sie die Geheimnisse des menschlichen Körpers entdecken können.

Virtuelles Bild des Herzens und der Brustgefäße.

Di 2014, Prof. Mark Griswold von der Case Western Reserve University in den USA an der Studie eines holografischen Präsentationssystems beteiligt, das den Benutzer in eine virtuelle Welt entführt und mit ihr interagieren lässt. Im Rahmen der Tests konnte er die Welt der Hologramme in der umgebenden Realität sehen und in der virtuellen Welt Kontakt mit einer anderen Person aufnehmen – einer Computerprojektion einer Person in einem separaten Raum. Beide Parteien könnten in der virtuellen Realität miteinander sprechen, ohne sich zu sehen. Das Ergebnis der weiteren Zusammenarbeit zwischen der Universität und ihren Mitarbeitern mit Wissenschaftlern waren die ersten Prototypanwendungen für das Studium der menschlichen Anatomie.

Das Erstellen einer virtuellen Welt ermöglicht es Ihnen, jede Struktur des menschlichen Körpers nachzubilden und in einem digitalen Modell zu platzieren. In Zukunft wird es möglich sein, Karten des gesamten Organismus zu erstellen und den menschlichen Körper in Form eines Hologramms zu erforschen, ihn von allen Seiten beobachten, die Geheimnisse der Funktionsweise einzelner Organe erforschen, ein detailliertes Bild von ihnen vor Augen haben. Die Schüler können Anatomie und Physiologie ohne Kontakt mit einer lebenden Person oder ihrem toten Körper studieren. Darüber hinaus wird sogar ein Lehrer in der Lage sein, Unterricht in Form seiner holografischen Projektion zu leiten, ohne an einem bestimmten Ort zu sein. Zeitliche und räumliche Beschränkungen in Wissenschaft und Zugang zu Wissen werden verschwinden, nur der Zugang zu Technologie bleibt eine mögliche Barriere. Das virtuelle Modell wird es Chirurgen ermöglichen, zu lernen, ohne Operationen an einem lebenden Organismus durchführen zu müssen, und die Genauigkeit der Anzeige wird eine solche Kopie der Realität erstellen, dass es möglich sein wird, die Realitäten eines realen Eingriffs originalgetreu zu reproduzieren. einschließlich der Reaktionen des gesamten Körpers des Patienten. Virtueller Operationssaal, digitaler Patient? Das ist noch keine pädagogische Leistung geworden!

Dieselbe Technologie ermöglicht die Planung spezifischer chirurgischer Eingriffe für bestimmte Personen. Durch sorgfältiges Scannen ihrer Körper und Erstellen eines holografischen Modells können Ärzte mehr über die Anatomie und Krankheit ihrer Patienten erfahren, ohne invasive Tests durchführen zu müssen. An Modellen erkrankter Organe werden die nächsten Behandlungsschritte geplant. Wenn sie eine echte Operation beginnen, werden sie den Körper der operierten Person genau kennen und nichts wird sie überraschen.

Training an einem virtuellen Modell des Patientenkörpers.

Technologie wird den Kontakt nicht ersetzen

Es stellt sich jedoch die Frage, kann alles durch Technologie ersetzt werden? Keine verfügbare Methode wird den Kontakt mit einem echten Patienten und mit seinem Körper ersetzen. Die Empfindlichkeit von Geweben, ihre Struktur und Konsistenz und erst recht menschliche Reaktionen lassen sich nicht digital darstellen. Ist es möglich, menschlichen Schmerz und Angst digital zu reproduzieren? Trotz technologischer Fortschritte müssen junge Ärzte immer noch echte Menschen treffen.

Nicht ohne Grund wurde vor einigen Jahren Medizinstudenten aus Polen und der ganzen Welt die Teilnahme empfohlen Sitzungen mit echten Patienten und ihre Beziehungen zu Menschen gestalten, und dass wissenschaftliches Personal neben dem Erwerb von Wissen auch Empathie, Mitgefühl und Respekt gegenüber Menschen lernt. Es kommt oft vor, dass die erste echte Begegnung von Medizinstudenten mit einem Patienten während eines Praktikums oder Praktikums stattfindet. Aus der akademischen Realität gerissen, sind sie nicht in der Lage, mit Patienten zu sprechen und ihre schwierigen Emotionen zu bewältigen. Es ist unwahrscheinlich, dass sich die durch neue Technologien verursachte weitere Trennung von Studenten und Patienten positiv auf junge Ärzte auswirkt. Werden wir ihnen helfen, einfach Menschen zu bleiben, indem wir exzellente Fachkräfte hervorbringen? Schließlich ist ein Arzt kein Handwerker, und das Schicksal eines Kranken hängt maßgeblich von der Qualität des menschlichen Kontakts ab, vom Vertrauen, das der Patient seinem Arzt entgegenbringt.

Vor langer Zeit haben die Pioniere der Medizin – teilweise sogar gegen die Ethik verstoßend – Wissen ausschließlich auf der Grundlage des Kontakts mit dem Körper erworben. Das aktuelle medizinische Wissen ist eigentlich das Ergebnis dieser Suche und der menschlichen Neugier. Wie viel schwieriger war es, die Realität zu erkennen, ohne wirklich etwas zu wissen, Entdeckungen zu machen und sich nur auf die eigene Erfahrung zu verlassen! Viele chirurgische Behandlungen wurden durch Versuch und Irrtum entwickelt, und obwohl dies manchmal tragisch für den Patienten endete, gab es keinen anderen Ausweg.

Gleichzeitig lehrte dieses Experimentieren mit dem Körper und der lebenden Person in gewisser Weise Respekt vor beiden. Das brachte mich dazu, über jeden geplanten Schritt nachzudenken und schwierige Entscheidungen zu treffen. Können ein virtueller Körper und ein virtueller Patient dasselbe lehren? Wird der Kontakt mit einem Hologramm neuen Generationen von Ärzten Respekt und Mitgefühl beibringen, und wird das Gespräch mit einer virtuellen Projektion dazu beitragen, Empathie zu entwickeln? Mit diesem Problem sehen sich Wissenschaftler konfrontiert, die digitale Technologien an medizinischen Universitäten implementieren.

Zweifellos kann der Beitrag neuer technischer Lösungen zur Ausbildung von Ärzten nicht hoch genug eingeschätzt werden, aber nicht alles kann durch einen Computer ersetzt werden. Die digitale Realität wird Spezialisten eine optimale Ausbildung ermöglichen und sie auch „menschliche“ Ärzte bleiben lassen.

Visualisierung der Technologie der Zukunft - ein Modell des menschlichen Körpers.

Druckmodelle und Details

In der Weltmedizin gibt es bereits viele bildgebende Verfahren, die vor einigen Jahren noch als kosmisch galten. Was wir zur Hand haben 3D-Renderings ist ein weiteres äußerst nützliches Werkzeug, das bei der Behandlung schwieriger Fälle eingesetzt wird. Obwohl 3D-Drucker relativ neu sind, werden sie bereits seit einigen Jahren in der Medizin eingesetzt. In Polen werden sie hauptsächlich in der Behandlungsplanung eingesetzt, inkl. Herzoperation. Jeder Herzfehler ist eine große Unbekannte, denn kein Fall gleicht dem anderen, und manchmal ist es für Ärzte schwierig vorherzusagen, was sie nach dem Öffnen der Brust eines Patienten überraschen könnte. Die uns zur Verfügung stehenden Technologien wie Magnetresonanztomographie oder Computertomographie können nicht alle Strukturen exakt darstellen. Daher ist ein tieferes Verständnis des Körpers eines bestimmten Patienten erforderlich, und Ärzte bieten diese Möglichkeit mit Hilfe von XNUMXD-Bildern auf einem Computerbildschirm, die weiter in räumliche Modelle aus Silikon oder Kunststoff übersetzt werden.

Polnische Herzchirurgiezentren nutzen seit mehreren Jahren die Methode des Scannens und Abbildens von Herzstrukturen in 3D-Modellen, auf deren Grundlage Operationen geplant werden.. Es kommt oft vor, dass nur das räumliche Modell ein Problem offenbart, das den Chirurgen während des Eingriffs überraschen würde. Die verfügbare Technologie ermöglicht es uns, solche Überraschungen zu vermeiden. Daher gewinnt diese Art der Untersuchung immer mehr Anhänger, und Kliniken verwenden in Zukunft 3D-Modelle in der Diagnose. Spezialisten anderer medizinischer Fachrichtungen nutzen diese Technologie in ähnlicher Weise und entwickeln sie ständig weiter.

Einige Zentren in Polen und im Ausland führen bereits bahnbrechende Operationen durch Knochen- oder Gefäßendoprothesen gedruckt mit 3D-Technologie. Orthopädische Zentren auf der ganzen Welt drucken 3D-Prothesen, die für einen bestimmten Patienten ideal geeignet sind. Und vor allem sind sie viel billiger als herkömmliche. Vor einiger Zeit sah ich mit Rührung einen Auszug aus einem Bericht, der die Geschichte eines Jungen mit einem amputierten Arm zeigte. Er erhielt eine XNUMXD-gedruckte Prothese, die eine perfekte Nachbildung des Arms von Iron Man war, dem Lieblingssuperhelden des kleinen Patienten. Sie war leichter, günstiger und vor allem passgenauer als herkömmliche Prothesen.

Der Traum der Medizin ist es, jedes fehlende Körperteil, das durch ein künstliches Äquivalent in 3D-Technologie ersetzt werden kann, herzustellen. Anpassung des erstellten Modells an die Anforderungen eines bestimmten Patienten. Solche kostengünstig gedruckten, personalisierten „Ersatzteile“ würden die moderne Medizin revolutionieren.

Die Erforschung des Hologrammsystems wird in Zusammenarbeit mit Ärzten vieler Fachrichtungen fortgesetzt. Sie erscheinen bereits erste Apps mit menschlicher Anatomie und die ersten Ärzte lernen die holographische Technologie der Zukunft kennen. 3D-Modelle sind Teil der modernen Medizin geworden und ermöglichen es Ihnen, die besten Behandlungen in der Privatsphäre Ihrer Praxis zu entwickeln. Virtuelle Technologien werden in Zukunft viele weitere Probleme lösen, die die Medizin zu bekämpfen versucht. Es wird neue Generationen von Ärzten ausbilden, und der Verbreitung von Wissenschaft und Wissen sind keine Grenzen gesetzt.