Охорона здоров'я та медицина вже давно перебувають в авангарді розробки інновацій. З часом досягнення в галузі технологій допомогли сформувати та покращити систему охорони здоров'я [1]. Вперше технологію доповненої реальності (ДР) почали застосовувати у медицині у 1990-х роках з метою попереднього планування хірургічного втручання та оцінки великих обсягів даних, що з'являються під час втручання [2]. В даний час технологія ДР є однією з найперспективніших технологій цифрової охорони здоров'я, інтерес до якої значно зріс за останні роки [3].

Однією з найбільш значущих переваг технології ДР є можливість інтеграції цифрової інформації з даними про навколишню дійсність користувача в режимі реального часу [4]. За допомогою цієї технології можна вивчати та відображати інформацію у полі зору користувача, що дозволяє використовувати її в режимі реального часу. Використовуючи цей метод, можна візуалізувати фізичну реальність, доповнену або посилену сгенерованими комп'ютером сприйманими даними, такими як зображення, дані глобальної системи позиціонування (GPS), аудіо або відеосигнали [5].

Ця технологія дозволяє об'єднати фізичну та цифрову реальність і останнім часом стає все більш доступною, прийнятною за ціною та зручною для користувачів [2]. Для поліпшення взаємодії з користувачами технології ДР використовуються звукові сигнали, зображення, відео, текстові повідомлення, різні спеціальні ефекти і тактильний зворотний зв'язок [1]. Ця технологія має значний потенціал для використання як інструмент ефективного, контекстного та ситуативного навчання. Вона також може допомогти досягти нового розуміння на основі взаємодії користувача з віртуальними об'єктами [5].

За допомогою кількох технологій ДР можна виконувати широкий спектр завдань. До них відносяться проведення відеоконференцій, зіставлення віртуальних зображень з реальними об'єктами, демонстрація та управління інформацією, що знаходиться у полі зору користувача [5]. Технологія ДР швидко розвивається і знайшла широке застосування у різних секторах охорони здоров'я [6]. Користь, яку застосування технології ДР може принести системі охорони здоров'я, справді величезна [7]. У цій статті наведено огляд можливостей різних технологій ДР, застосування яких може зробити революцію у сфері охорони здоров'я та фармацевтики.

 

Основна відмінність між доповненою і віртуальною реальністю

Технології ДР та віртуальної реальності тісно пов'язані, проте принципово відрізняються одна від одної [5]. Віртуальна реальність забезпечує повне занурення зі створенням тривимірного світу, що повністю відокремлює користувача від фізичної реальності (блокує сигнали зовнішнього світу). Доповнена ж реальність дозволяє зберегти зв'язок із зовнішнім світом. Більше того, ця технологія дозволяє покращити зв'язок користувачів із реальним світом [3, 5]. У порівнянні з віртуальною реальністю, технологія ДР дозволяє використовувати менш громіздке обладнання [8].

 

Застосування в охороні здоров'я  

Існує високий попит на розробку рішень, які б дозволили покращити поточну практику в галузі реабілітації, хірургії, освіти, набуття необхідних навичок та охорони здоров'я [9]. У зв'язку зі швидким розвитком технологій вивчення доповненої реальності було включено до програм багатьох медичних спеціальностей [2]. Застосування технології ДР відкриває нові можливості у сфері охорони здоров'я [7].

 

Стоматологія

У галузі стоматології основна сфера застосування технології – це щелепно-лицьова хірургія та хірургія порожнини рота. Найчастіше її застосовують під час проведення таких процедур, як установка зубних імплантатів, і навіть при ортогнатичних операціях. Технологія ДР знаходить все більше застосування і в інших галузях стоматології, таких як ендодонтія, відновлювальна стоматологія та ортодонтія [10]. Наприклад, програмне забезпечення ДР, встановлене на «розумні» окуляри, допомагає стоматологу точніше формувати коронки завдяки накладенню даних у реальному часі, одержуваних зі стоматологічного сканера [4].

 

ДР в хірургії

У галузі хірургії технологія ДР – ключовий інструмент підвищення безпеки та ефективності хірургічного втручання [11]. Використання цієї технології забезпечує хірургів унікальними можливостями планування різних операцій та досягнення бажаних результатів. Наприклад, використання технології ДР за допомогою смартфона – це дуже зручний інструмент для планування різноманітних черепно-лицьових реконструктивних втручань. З погляду фінансових ресурсів та витрат часу такий підхід дозволяє заощаджувати [2].

При проведенні втручання використання технології ДР дозволяє покращити візуалізацію на основі даних комп'ютерної (КТ) або магнітно-резонансної томографії (МРТ) шляхом накладання стереоскопічних проекцій. Така інформація має вирішальне значення при операціях, які потребують точного доступу до певного органу. Наприклад, технологію ДР можна використовувати для планування втручання, пов'язаного з наявністю пухлини або важливих навколишніх структур. Прикладом такої операції може бути мінімально інвазивна радикальна простатектомія або часткова нефректомія, коли складна анатомія судинної або нервової системи може утруднити видалення пухлини [4].

 

Медична освіта і набуття практичних навичок

 

Технологія ДР має величезний потенціал для того, щоб зробити революцію в медичній освіті та набутті практичних навичок. Ця технологія дозволяє розробляти гіперреалістичні симуляції, що забезпечують безпечне середовище для учнів, які освоюють різні навички та процедури [5]. Вона також дозволяє отримувати інтерактивні знання про те, як різні медичні пристрої та нові лікарські препарати взаємодіють із організмом [8]. Використання технології ДР може підвищити рівень підготовки медичних фахівців, дозволяючи їм вивчати анатомічні особливості пацієнтів у відкритому тривимірному просторі [12].

За допомогою технології ДР викладачі можуть передавати студентам-медикам основні знання з галузі анатомії та фізіології. Лікарі можуть використовувати цю технологію для вивчення нових лікарських засобів та методів лікування. ARnatomy використовує оптичне розпізнавання символів для доступу до зображень з підручників та накладання цифрової інформації на структури тіла людини. Його мета – замінити громіздкі книги та допомогти студентам вивчити назви м'язів та кісток [4].

Використання технології ДР також змінило процес навчання молодих хірургів у операційних. Програма Touch Surgery дозволяє користувачам виконувати операції в будь-який час та в будь-якому місці. За допомогою цього інтерактивного мобільного симулятора хірургічних операцій можна крок за кроком вивчити всі етапи проведення різних процедур [4].

 

Дистанційне консультування в галузі хірургії

Програмне рішення з відеопідтримкою VIPAR (віртуальна інтерактивна присутність у доповненій реальності) дозволяє хірургу проводити дистанційні консультації в режимі реального часу через стандартне інтернет-з'єднання, допомагаючи оперуючому хірургу [13].

 

Навчання молодшого медичного персоналу

Моделювання різних сценаріїв надання допомоги пацієнтам з використанням планшетів з підтримкою технології ДР дозволяє молодшому медичному персоналу більш точно зрозуміти складності та стан пацієнтів. Це також дозволяє більш ефективно вирішувати повсякденні робочі завдання, для вирішення яких потрібні технічні знання, навички спілкування та роботи у команді [4].

 

Підвищення якості медичної допомоги

За допомогою технології ДР пацієнти можуть точніше описати свої симптоми лікарям. Це також дає їм можливість відігравати активнішу роль при отриманні медичної допомоги [12]. За допомогою технології ДР лікарі можуть точніше діагностувати захворювання пацієнтів [7].

 

Допомога слабозорим особам

Окуляри з доданою реальністю дозволяють чіткіше бачити предмети у повсякденному житті та покращити функцію зору, використовуючи програмне забезпечення для 3D-розпізнавання. Вони допомагають особам із втратою зору та пацієнтам із тяжкими порушеннями зору знаходити втрачені речі, впізнавати людей та легко орієнтуватися у навколишньому просторі [4].

 

Візуалізація периферичних судин

За допомогою технології ДР можна візуалізувати судинну мережу на поверхню тіла пацієнта в режимі реального часу. Наприклад, можна накладати карту судинної мережі пацієнта на поверхню його тіла. Це дозволяє лікарям вивчати прохідність вен, і навіть мінімізувати дискомфорт під час проведення венепункції [4, 14].

 

Технологія ДР у медицині невідкладних станів

У медицині невідкладних станів технологію ДР можна застосовувати для вирішення широкого спектра завдань. Використання цієї технології може бути корисним та ефективним при наданні медичної допомоги пацієнтам в амбулаторних умовах, в умовах стаціонару та в операційних, а також у навчанні та практичній підготовці фахівців з надання невідкладної медичної допомоги. Крім того, технологію ДР можна використовувати при наданні медичної допомоги дистанційно, що вказує на важливу роль цієї технології в галузі телемедицини.

У галузі охорони здоров'я технологія ДР дозволяє створити особливі умови взаємодії між користувачем та довкіллям. Наприклад, у системі ДР на одному екрані можна вивести інформацію про показники життєво важливих функцій організму в реальному часі у поєднанні з лабораторними даними та даними візуалізуючих досліджень, що дозволить лікарям краще зосередитися на пацієнтах. Крім того, як і при плануванні та проведенні хірургічних операцій, технологію ДР можна використовувати при проведенні процедур у відділеннях невідкладної допомоги.

Наприклад, накладання УЗД-зображень з використанням інтерфейсу для візуалізації дозволяє лікарям не відволікатися від пацієнта і пристроїв або голок, що використовуються. Технологію ДР також можна використовувати при дистанційному консультуванні з експертами під час проведення процедур та в інших сферах телемедицини [5]

 

Майбутні напрямки

Технологія ДР здатна здійснити революцію в системі охорони здоров'я та надання медичної допомоги - від рутинних оглядів та експрес-діагностики до проведення хірургічних операцій. Ця технологія дозволяє об'єднати фізичний світ із цифровим, спрощуючи отримання інформації та прийняття рішень, а також допомагає вирішувати різні завдання більш ефективно та швидко [14]. Технологія ДР продовжує розвиватися і має значний потенціал для втілення в життя на її основі нових методів лікування, підвищення якості надання допомоги та її доступності та зведення до мінімуму лікарських помилок, особливо при наданні невідкладної допомоги [5].

У всьому світі спостерігається величезний інтерес до цієї технології. За оцінками вже до 2025 р. з'явиться можливість проведення всебічної оцінки стану здоров'я в режимі реального часу за допомогою додатків на основі технології ДР. Це дозволить людям отримувати уявлення у тому, як час і нездоровий спосіб життя можуть вплинути на організм [4]. Майбутні пристрої ДР, можливо, зможуть підключатися та взаємодіяти із системами невідкладної медичної допомоги, пристроями контролю показників життєво важливих функцій та ультразвуковими апаратами. Для цього знадобиться розробка стандартів якості програмного забезпечення. В даний час багато компаній активно розробляють апаратне та програмне забезпечення ДР, що дозволить у майбутньому забезпечити набагато ширший доступ до цієї технології [5].

Технологія ДР має унікальний потенціал з точки зору зміни парадигми надання медичної допомоги пацієнтам з гострими захворюваннями та травмами. Психічне здоров'я пацієнтів часто ігнорується, а депресія залишається недіагностованою. Інтеграція ДР із штучним інтелектом може підвищити виявлення таких порушень шляхом розпізнавання тонів голосу, зразків поведінки та виразу особи. Це може допомогти лікарям та членам сім'ї розпізнавати різні ознаки депресії, тривожного розладу та інших порушень психіки у режимі реального часу [15].

Проте потрібне проведення подальших досліджень, у яких основну увагу слід приділити ефективності використання технології ДР на вирішення більш конкретних проблем, що виникають у медичних установах. У подальших дослідженнях необхідно визначити, яким чином використання технології ДР може впливати на безпеку пацієнтів та результати лікування у реальній практиці. Також необхідно вивчити роль використання технології ДР у підвищенні якості медичної допомоги, яку надають пацієнтам з використанням стандартних підходів [5].

 

Список літератури

1. Future of Healthcare infused with Augmented Reality Доступ за посиланням: https://www.techgenyz.com/2021/03/19/future-of-healthcare-infused-with-augmented-reality/

(дата звернення: 8 жовтня 2021 р.)

2. Alshomer F, Alazzam A, Alturki A, Almeshal O, Alhusainan H. Smartphone-assisted Augmented Reality in Craniofacial Surgery. Plastic and Reconstructive Surgery Global Open. 2021 Aug 13;9(8):e3743

3. Augmented Reality In Healthcare Will Be Revolutionary: 9 Examples Доступ за посиланням:

https://medicalfuturist.com/augmented-reality-in-healthcare-will-be-revolutionary/

(дата звернення: 8 жовтня 2021 р.)

4. Augmented Reality to Revolutionize the Health Care Доступ за посиланням:

https://aabme.asme.org/posts/novel-augmented-reality-technology-to-revolutionize-the-health-care-industry (дата звернення: 8 жовтня 2021 р.)

5. Munzer BW, Khan MM, Shipman B, Mahajan P. Augmented reality in emergency medicine: a scoping review. Journal of medical Internet research. 2019 Apr 17;21(4):e12368.

6. Pellegrino G, Mangano C, Mangano R, Ferri A, Taraschi V, Marchetti C. Augmented reality for dental implantology: a pilot clinical report of two cases. BMC Oral Health. 2019 Jul 19;19(1):158

7. Augmented Reality in Healthcare Доступ за посиланням:

 https://www.plugandplaytechcenter.com/resources/augmented-reality-healthcare/

(дата звернення: 8 жовтня 2021 р.)

8. The benefits of AR in healthcare Доступ за посиланням: https://medcitynews.com/2019/09/the-benefits-of-ar-in-healthcare/ (дата звернення: 8 жовтня 2021 р.)

9. Ferrari V, Klinker G, Cutolo F. Augmented reality in healthcare. Journal of Healthcare Engineering. 2019 Jul 1;2019:9321535

10. Ho-Beom Kwon,Young-Seok Park, Jung-Suk Han. Augmented reality in dentistry: a current perspective. Acta Odontologica Scandinavica. 2018 Oct;76(7):497–503

11. Vávra P, Roman J, Zonča P, Ihnát P, Němec M, Kumar J et al. Recent development of augmented reality in surgery: a review. Journal of healthcare engineering. 2017 Aug 21;2017.

12. Augmented Reality (AR) in Healthcare Доступ за посиланням:

https://medium.com/swevens/augmented-reality-ar-in-healthcare-3c12bdf86a8e (дата звернення: 8 жовтня 2021 р.)

13. Shenai MB, Dillavou M, Shum C, Ross D, Tubbs RS, Shih A et al. Virtual interactive presence and augmented reality (VIPAR) for remote surgical assistance. Operative Neurosurgery. 2011 Mar 1;68(suppl_1):ons200-7.

14. AccuVein® Vein Visualization: The Future of Healthcare is Here Доступ за посиланням:

https://www.accuvein.com/why-accuvein/ar/ (дата звернення: 8 жовтня 2021 р.)

15. Augmented Reality in Healthcare: The Industry Future! Доступ за посиланням: https://www.fingent.com/blog/how-augmented-reality-in-healthcare-is-set-to-transform-the-industry-in-future/. (дата звернення: 8 жовтня 2021 р.)