医療における 3D: 仮想世界と新テクノロジー

これまで、私たちは仮想現実を、娯楽のために作られた夢の世界であるコンピューター ゲームと関連付けてきました。 楽しみの源であるものが将来、医療における診断ツールの XNUMX つになる可能性があると考えた人はいますか? 仮想世界での医師の行動は、医師をより優れた専門医に育てるのでしょうか? ホログラムとのみ会話することによって患者と人間的なやりとりができるようになった場合、彼らは患者と人間的なやりとりができるようになるでしょうか?

進歩には独自の法則があります。私たちは科学の新しい分野を習得し、新しい技術を生み出しています。 もともと別の目的を持っていたものを作成したが、その新しい用途を見つけて、元のアイデアを科学の他の分野に拡張することがよくあります.

コンピューターゲームでも同じことが起こりました。 存在当初は、単なる娯楽の源であるはずでした。 その後、このテクノロジーがいかに簡単に若者に浸透したかを見て、エンターテイメントと学習を組み合わせてより面白くする教育用ゲームが作成されました。 進歩のおかげで、作成者は作成された世界を可能な限り現実のものにしようとし、新しい技術能力を達成しました。 これらの活動の結果、画質のせいで虚構と現実の区別がつかなくなり、仮想世界が現実の世界に非常に近くなり、私たちの空想や夢が現実になったかのように見えるゲームが生まれます。 数年前、新世代の医師の訓練プロセスを近代化しようとしていた科学者の手に渡ったのは、このテクノロジーでした。

トレーニングと計画

世界中の医学部や大学は、学生に医学や関連科学を教える際に深刻な障害に直面しています。それは、研究のための生物学的資料の不足です。 研究目的で実験室で細胞や組織を作製するのは簡単ですが、これはより大きな問題になりつつあります。 研究のために遺体を入手する。 最近では、人々が研究目的で自分の遺体を保存する可能性はますます低くなってきています。 これには多くの文化的、宗教的理由があります。 では、学生は何を学べばよいのでしょうか？ フィギュアや講演は、展示物との直接的な接触に代わることはできません。 この問題に対処するために、人体の秘密を発見できる仮想世界が作成されました。

胸部の心臓と血管の仮想画像。

2014 年火曜日 教授マーク・グリズウォルド 米国のケース ウェスタン リザーブ大学の博士は、ユーザーを仮想世界に連れて行き、仮想世界と対話できるようにするホログラフィック プレゼンテーション システムの研究に参加しました。 テストの一環として、彼は周囲の現実の中でホログラムの世界を見ることができ、仮想世界の中で別の人（別の部屋にいる人のコンピュータ投影）との接触を確立することができました。 双方は、仮想現実内で、お互いに会わずに会話することができます。 大学とそのスタッフ、科学者とのさらなる協力の結果、人体解剖学を研究するためのアプリケーションの最初のプロトタイプが誕生しました。

仮想世界を作成すると、人体のあらゆる構造を再現し、デジタル モデルに配置することができます。 将来的には、生物全体の地図を作成したり、ホログラムの形で人体を探索したりすることが可能になるでしょう。 彼を四方八方から観察し、個々の器官の機能の秘密を探り、目の前にそれらの詳細な写真を見せます。 学生は、生きている人やその死体に触れることなく、解剖学と生理学を学ぶことができます。 さらに、教師も特定の場所にいなくても、ホログラフィック投影の形で授業を行うことができます。 科学と知識へのアクセスにおける時間的および空間的制限はなくなり、考えられる唯一の障壁はテクノロジーへのアクセスとして残るでしょう。 仮想モデルを使用すると、外科医は生体に手術を行う必要なく訓練することができ、表示の精度により、実際の手術の現実を確実に再現できるような現実のコピーが作成されます。 患者の全身の反応も含めて。 仮想手術室、デジタル患者? これはまだ教育上の成果にはなっていません。

同じテクノロジーにより、特定の人に向けた特定の外科手術を計画することが可能になります。 医師は患者の体を注意深くスキャンし、ホログラフィックモデルを作成することで、侵襲的な検査を行わずに患者の解剖学的構造と病気について知ることができるようになります。 治療の次の段階は、病気の臓器のモデルを使用して計画されます。 実際の手術を開始するとき、彼らは手術を受ける人の体のことをよく知っているので、何も驚くことはありません。

患者の身体の仮想モデルを使用したトレーニング。

テクノロジーはコンタクトの代わりにはなりません

しかし、すべてをテクノロジーで置き換えることができるのかという疑問が生じます。 実際の患者とその身体との接触に代わる手段はありません。 組織の感度、構造、一貫性をデジタルで表示することは不可能であり、ましてや人間の反応は不可能です。 人間の痛みや恐怖をデジタルで再現することは可能でしょうか？ テクノロジーが進歩したにもかかわらず、若い医師は依然として現実の人々と会わなければなりません。

数年前、ポーランドおよび世界中の医学生が受講することが推奨されたのには理由がありませんでした。 実際の患者さんとのセッション 人々との関係を築き、教員は知識を習得するだけでなく、共感、思いやり、人々への敬意も学びます。 医学生が患者と初めて実際に出会うのは、インターンシップやインターンシップ中に起こることがよくあります。 学術的な現実から離れてしまった彼らは、患者と話したり、困難な感情に対処したりすることができません。 新しいテクノロジーによって学生と患者がさらに離れることが、若い医師にプラスの影響を与えるとは考えにくい。 優秀な専門家を育成することで、彼らが人間であり続けることができるでしょうか？ 結局のところ、医師は職人ではなく、病人の運命は主に人間関係の質、そして患者が医師に抱く信頼に依存します。

昔、医学の先駆者たちは、時には倫理に違反しながらも、身体との接触のみから知識を獲得していました。 現在の医学知識は、実際にはこの探求と人間の好奇心の結果です。 何も知らずに現実を理解し、自分の経験だけをもとに発見することは、どれほど難しいことでしょう。 多くの外科的治療法は試行錯誤によって開発され、時には患者にとって悲劇的な結末を迎えることもありましたが、他に選択肢はありませんでした。

同時に、この身体と生きている人間に対する実験の感覚は、ある意味で両方への敬意を教えてくれました。 そのため、計画されているすべてのステップについて考え、難しい決断を下す必要がありました。 仮想の身体と仮想の患者は同じことを教えることができますか? ホログラムとの接触は新世代の医師に敬意と思いやりを教え、仮想投影との会話は共感力を育むのに役立つでしょうか? これは、医学部にデジタル技術を導入する科学者が直面する問題です。

間違いなく、医師の教育に対する新しい技術ソリューションの貢献を過大評価することはできませんが、すべてをコンピューターに置き換えることはできません。 デジタルリアリティにより、専門医は理想的な教育を受けることができ、また「人間」の医師であり続けることが可能になります。

未来の技術の可視化 - 人体のモデル。

モデルとパーツを印刷する

世界の医学では、ほんの数年前には宇宙技術とみなされていた画像技術がすでに数多く存在します。 私たちが手元にあるもの 3D ビジュアライゼーション 困難なケースの治療に使用されるもう 3 つの非常に便利なツールです。 XNUMXD プリンターは比較的新しいものですが、医療分野で数年前から使用されています。 ポーランドでは、それらは主に治療計画に使用されています。 心臓手術。 すべての心臓の欠陥は大きな未知数です。なぜなら、同じ症例は XNUMX つとないためです。また、医師が患者の胸を開いた後に何が驚くべきかを予測するのが難しい場合もあります。 磁気共鳴画像法やコンピューター断層撮影法など、私たちが利用できる技術では、すべての構造を正確に示すことはできません。 したがって、特定の患者の体をより深く理解する必要があり、医師はコンピューター画面上のXNUMXD画像を使用してこの機会を提供し、さらにシリコーンまたはプラスチックで作られた空間モデルに変換します。

ポーランドの心臓外科センターは数年前から、心臓構造をスキャンして 3D モデルにマッピングする方法を使用しており、それに基づいて手術が計画されています。。 空間モデルだけで、手術中に外科医を驚かせるような問題が明らかになることがよくあります。 利用可能なテクノロジーにより、そのような予期せぬ事態を避けることができます。 したがって、この種の検査の支持者はますます増えており、将来的にはクリニックで診断に 3D モデルが使用されるようになるでしょう。 他の医療分野の専門家もこのテクノロジーを同様の方法で使用しており、常に開発を続けています。

ポーランド国内外の一部のセンターでは、すでに 骨または血管内人工器官 3D技術を使用して印刷されています。 世界中の整形外科センターでは、特定の患者に最適な 3D プリント義肢を製造しています。 そして重要なことに、それらは従来のものよりもはるかに安価です。 少し前に、私は腕を切断した少年の物語を伝える報告書の抜粋を感動的に見ました。 彼は、小さな患者のお気に入りのスーパーヒーローであるアイアンマンの手を完全にコピーした、３D印刷技術を使用して作られたプロテーゼを受け取りました。 従来のプロテーゼよりも軽く、安価で、そして最も重要なことに、完璧にフィットしました。

医学の夢は、体の欠落した部分をすべて 3D テクノロジーで人工同等のものと置き換えることです。 作成されたモデルを特定の患者の要件に合わせて調整します。 このようにパーソナライズされた「スペアパーツ」を手頃な価格で印刷すれば、現代の医療に革命をもたらすでしょう。

ホログラム システムの研究は、多くの専門分野の医師と協力して続けられています。 それらはすでに登場しています 人体解剖学を利用した最初のアプリケーション そして最初の医師たちは未来のホログラフィック技術について学ぶことになるでしょう。 3D モデルは現代医学の一部となり、オフィスのプライバシー内でより良い治療法の開発を可能にします。 将来的には、仮想テクノロジーは医療が対処しようとしている他の多くの問題を解決するでしょう。 彼は新しい世代の医師を訓練し、科学と知識の普及に制限はなくなるでしょう。