Wirtualne leczenie prawdziwych chorób

Fot. Piotr Sokołowski
Gogle wirtualnej rzeczywistości powszechnie kojarzą się z rozrywką. A przecież są już rozwiązania, umożliwiające wirtualizację, stosowane z powodzeniem w pracowniach projektowych, w edukacji, a także medycynie. Tym razem zajmiemy się właśnie medyczną gałęzią VR.

Być może niektórzy z was pamiętają świetny serial animowany „Było sobie życie”. Francuskie dzieło autorstwa Alberta Barillé pozwalało dzieciom, a także dorosłym poznać niuanse ludzkiej biologii, anatomii, podstawy medycyny itp. Można powiedzieć, że wówczas, dzięki serialowi mogliśmy przenieść się do świata ukrytego poza naszymi naturalnymi zmysłami. Tymczasem, dzięki wirtualnej rzeczywistości, faktycznie potrafimy pokonać bariery wynikające z ograniczeń naszych zmysłów i z impetem wejść do świata medycyny przyszłości, w której wirtualna rzeczywistość będzie na porządku dziennym.

Już dziś istnieją bowiem stosowane w medycynie rozwiązania, ułatwiające proces leczenia lub znacząco podnoszące skuteczność określonych terapii. Firma badawcza Grand View Research szacuje wartość globalnego rynku rozwiązań AR i VR w medycynie na 568,7 milionów dolarów. Szacowany roczny współczynnik wzrostu (CAGR) dla tego rynku wynosi 29,1%. Tym samym w 2025 roku wartość rynku AR i VR w branży medycznej ma przekroczyć 5 mld dolarów. Tak szybki wzrost napędzany jest przez dynamiczny rozwój sprzętu do AR/VR oraz oprogramowania. Nie bez znaczenia jest też coraz szerszy zakres stosowania rozwiązań AR/VR w wielu dziedzinach medycyny. Technologie wirtualizacyjne są już dziś wykorzystywane w chirurgii, diagnostyce, psychoterapii, rehabilitacji oraz do łagodzenia bólu.

VR a psychologia i psychoterapia

Jednym z niesamowitych osiągnięć związanych z VR jest leczenie zaburzeń psychicznych. Dotyczy to szczególnie żołnierzy powracających z terenów ogarniętych działaniami wojennymi, cierpiących na zespół stresu pourazowego, a także osób dotkniętych różnymi fobiami. Okazuje się, że w ich przypadku terapia za pomocą wirtualnej rzeczywistości naprawdę działa.

Innym zastosowaniem wirtualnej rzeczywistości w psychoterapii jest leczenie tzw. bólu fantomowego. Czym jest ból fantomowy? Jest to wrażenie odczuwania bólu amputowanej kończyny lub innej, usuniętej chirurgicznie lub utraconej w wyniku wypadku, części ciała. Pacjenci cierpiący na bóle fantomowe odczuwają realny ból czegoś, czego nie ma. Może brzmi to absurdalnie, ale pamiętajmy, że wrażenie bólu realizowane jest w mózgu. W przypadku niektórych pacjentów mózg przechowuje wytworzone wcześniej połączenia neuronowe pomiędzy nieistniejącą już kończyną, która była źródłem bólu a odpowiednimi częściami kory mózgowej. Mózg jest jednak plastyczny i potrafi zmienić swoją strukturę również w dosłownym, fizycznym sensie. Dzięki wirtualnej rzeczywistości pacjentom można zasugerować sytuacje, w których odzyskują oni kontrolę nad nieistniejącą kończyną, a tym samym źródło fantomowego bólu może całkowicie zniknąć. Inna rzecz, że choć VR jest bardzo skuteczny w leczeniu bólu fantomowego, to profesor Vilayanur Ramachandrad, jeden z najwybitniejszych neurologów świata, wykazał, że do leczenia bólu fantomowego niekiedy wystarczy nawet zwykłe lusterko. Wszystko bowiem dzieje się w naszym mózgu.

Kolejny przykładem zastosowania technik VR w psychoterapii jest leczenie wszelkiego rodzaju fobii. Również w tym przypadku terapia polega na ekspozycji pacjenta na obiekt, zjawisko lub sytuację powodującą u niego irracjonalny lęk. Oczywiście poziom ekspozycji jest ściśle kontrolowany, nie chodzi przecież o torturowanie osoby cierpiącej, lecz o to, by z czasem oswoiła się ona z bodźcem, który wywołuje u niej strach. Kontrolowane warunki terapii wpływają na świadomość pacjenta. Leczona osoba zdaje sobie sprawę, że obserwowane przez nią otoczenie to rzeczywistość wirtualna, a to z kolei zwiększa poczucie bezpieczeństwa. Fakt kontroli oraz świadomość nierzeczywistości obserwowanego świata powoduje, że pacjent jest w stanie stopniowo, coraz śmielej stawiać czoła trudnej dla niego sytuacji.

Powyższy film to przykład zastosowania technik VR w leczeniu akrofobii, czyli lęku wysokości. Należy pamiętać, że akrofobia jest skrajnym silnym przypadkiem lęku wysokości. Jest to o tyle istotne, że lęk wysokości jako taki został w nas (i w wielu innych zwierzętach lądowych) wykształcony na drodze ewolucji jako wrodzony mechanizm ochronny przed upadkiem z dużej wysokości. I większość z nas nie będzie miała problemów z wjechaniem przeszkloną windą na górne piętra drapacza chmur, ale osoby cierpiące na akrofobię nie są często w stanie nawet wsiąść do takiej windy. Taki stan można już z bardzo dużą skutecznością jednak leczyć. Poprawę odnotowano u ok. 90 proc. pacjentów, którzy przeszli terapię z wykorzystaniem VR.

VR a autyzm

Autyzm jest nieuleczalny. Ludzie cierpiący na to zaburzenie mają poważny problem z dostosowaniem się do nawet najprostszych sytuacji społecznych. Mają olbrzymi problem z komunikowaniem się z otoczeniem i odbieraniem bodźców ze środowiska. Niemniej naukowcy z University of Texas w Dallas opracowali interesujący projekt wykorzystujący właśnie wirtualną rzeczywistość. Autystyczni pacjenci biorą udział w różnego rodzaju wirtualnych zdarzeniach, a w tym czasie monitorowana jest aktywność ich mózgów. Pozwala to przynajmniej w pewnym sensie zrozumieć, jak odbierany jest świat przez osobę cierpiącą na to zaburzenie, a także pomaga dobrać indywidualną terapię, umożliwiającą przynajmniej częściową kompensację zaburzenia i zwiększenie pacjentowi możliwości interakcji z otoczeniem.

Jedną z najbardziej istotnych kwestii prowadzących do skutecznej rehabilitacji osób autystycznych jest zrozumienie, w jaki sposób odbierają one otaczający je świat. Doskonałym przykładem pomagającym zrozumieć to schorzenie osobom zdrowym jest film powstały z inicjatywy brytyjskiego The National Autistic Society. Produkcja została zrealizowana z wykorzystaniem technologii wideo 360 st., zatem zachęcamy, by film obejrzeć przynajmniej za pomocą gogli typu cardboard. Poniżej wspomniane wideo.

Wirtualny skalpel i edukacja

Lekarzy specjalistów jest za mało. A wybitnych ekspertów w konkretnych dziedzinach jest jeszcze mniej. Dzięki VR edukacja przyszłych lekarzy specjalistów, w szczególności chirurgów staje się prostsza. Przykładem może być tak trudna dziedzina jak neurochirurgia. Pole eksperymentów jest w tym wypadku mocno ograniczone. Dzięki wirtualnej rzeczywistości studenci medycyny mogą trenować w bezpiecznym, wirtualnym środowisku, a początkujący adepci medycyny mogą dzięki VR i AR poznawać niuanse ludzkiej anatomii. Szczególną cechą wirtualnej rzeczywistości jest to, że odtwarza nie tylko świat rzeczywisty, ale także te jego elementy, których wyłącznie za pomocą naszych zmysłów nie bylibyśmy w stanie obserwować. Przykładowo wirtualny rendering powierzchniowy ludzkiego ciała to po prostu odpowiednik oględzin pacjenta i autopsji. Jednak już rendering objętościowy pozwala lekarzowi „zwiedzić” trójwymiarowy model czaszki człowieka. Dzięki przestrzennemu modelowaniu VR ten sam efekt zyskujemy znacznie mniejszym nakładem sił i środków. Interaktywne, dynamiczne i trójwymiarowe wizualizacje mają też ogromną przewagę nad klasycznymi książkowymi atlasami medycznymi.

Potencjał technik VR w chirurgi świetnie prezentuje film zrealizowany przez Makiego Sugimoto, prezentujący działanie robota chirurgicznego da Vinci (tego typu roboty działają w dwóch polskich placówkach, we Wrocławiu oraz  w Toruniu) wspomaganego przez lekarza specjalistę mającego na głowie hełm VR Oculus Rift.

Powyżej kolejny przykład zastosowania gogli VR w chirurgii – tym razem sprzęt HTC Vive. A poniżej jeszcze jeden przykład, tym razem z wykorzystaniem hełmu rzeczywistości mieszanej: Microsoft Hololens.

Wirtualna rzeczywistość to niezwykły etap w rozwoju medycyny. Trzeba jednak pamiętać, że coraz doskonalsze środowiska wizualizacyjne, coraz większa dokładność, lepsza imersja, rozdzielczość i bogactwo wrażeń odbieranych w VR wymagają coraz większej mocy obliczeniowej. Doskonale zdaje sobie z tego sprawę Intel, który od kilku lat intensywnie inwestuje w rozwiązania VR i optymalizuje moc obliczeniową dostarczaną na rynek pod kątem jej wykorzystania właśnie na polu wirtualnej rzeczywistości. George Woo, jeden z dyrektorów Intela jeszcze na początku tego roku deklarował, że reprezentowana przez niego firma naprawdę mocno stawia na VR, uznając tę gałąź technologii za wielce obiecującą. Nic dziwnego więc, że to właśnie Intel na początku listopada 2016 roku przejął startup Voke (obecnie Intel True VR), który opracował technikę transmisji VR na żywo – rozwiązanie, które może się sprawdzić np. w operacjach chirurgicznych ze zdalną asystą, czy w telemedycynie. Naprawdę, żyjemy w ciekawych czasach. | CHIP