ФГБОУ ВПО "Волгоградский государственный технический университет"
Виртуальная реальность и современная медицина
Абрамова О.Ф.
Понятие виртуальной реальности на слуху, практически, у каждого современного человека. Однако, с уверенностью сказать о том, что каждый полностью понимает, о чем идет речь, нельзя. Некоторые считают виртуальной реальностью даже сеть Интернет, однако, это не совсем так. Точнее, совсем не так. Виртуальная реальность - это среда, созданная настолько реально и затрагивающая все органы чувств человека настолько, что позволяет человеку полностью в нее погрузиться и найти там гораздо больше, чем в реальной жизни, даже не думая о том, чтобы отличать виртуальное от реального. На данный момент существует достаточно много компаний, занимающихся разработкой и проектированием аппаратного обеспечения для полного выхода в виртуальную реальность. Например,
Omni, Oculus Rift, а также для создания дополненной реальности: Google Glass и другие.
Виртуальная реальность (ВР) применяется в тех областях деятельности, где человеку для эффективного восприятия требуется не просто трехмерное изображение наблюдаемого объекта (это можно сделать и на плоском экране монитора -- например, 3D игры, дизайнерские и архитектурные пакеты), а необходимо погружение наблюдателя в мир изучаемой модели для более эффективного восприятия и взаимодействия с ней. Например, там, где наблюдаемые объекты и данные очень сложны либо очень важна реальность восприятия объектов. Виртуальное окружение позволяет человеку почувствовать себя частью исследуемого мира, исключая, по возможности, все взаимодействия с настоящим, реальным миром и создавая эффект погружения. Этот эффект является специфическим отличием систем виртуальной реальности от обычных систем трехмерной графики, широко доступных на персональных компьютерах. Недолгое пребывание внутри установки ВР высокого погружения оказывает неизгладимое впечатление на пользователя.
В настоящее время виртуальная реальность подает немалые надежды в медицинской деятельности. Вся медицинская практика, в которой участвовала технология виртуальной реальности, достигла хороших результатов, полностью устранив болезнь. Виртуальная реальность так же очень актуальна при лечении психологических заболеваний: фобий, посттравматического стресса и других.
Эффект виртуальной реальности заключается в том, что человек имеет возможность попасть в мир, инсценированный заранее. Самым интересным и производящим неизгладимое впечатление является то, что человек, попадая в виртуальную реальность, получает возможность не просто наблюдать за происходящим вокруг, но и принимать участие в каких-либо событиях. Всем известно, что и ранее человек мог окунуться в виртуальную реальность, для этого было достаточно полностью погрузиться в просмотр фильма или же просто увлечься чтением книги. Но при этом человек являлся лишь зрителем, читателем или, например, слушателем, у него не было возможности стать активным участником действия. Системы виртуальной реальности, в свою очередь, предлагают нам самим включиться в действие, причем это может происходить в практически реальных условиях, насколько позволяет восприятие человека. Это всё послужило толчком к спросу на новейшие технологии и, соответственно, их стремительное развитие.
Применение ВР в медицине и биологии
Виртуальная реальность широко используется в медицинских целях. Она позволяет врачам получать трехмерную информацию о пациенте, что значительно повышает уровень качества работы медработников. Благодаря возможности сканирования пациента, медики могут разрабатывать индивидуальные протезы.
Интерактивные модели органов человека помогают в обучении, а так же в проектировании и моделировании хирургического процесса. Создание специальных тренажеров, симулирующих реальных пациентов, позволило существенно повысить качество обучения врачей и сократило материальные затраты, а так же это послужило снижению количества врачебных ошибок.
Множество людей используют виртуальную реальность для лечения серьезных физических и психологических проблем. Предлагаю рассмотреть некоторые из них. виртуальный реальность интерактивный операционный
Облегчение боли
Как бы это ни было странно, но ученые Вашингтонского университета нашли способ снижения боли при лечении тяжелых ожогов именно с помощью систем виртуальной реальности. Пациент перемещается в виртуальную реальность, которая представляет собой заснеженную чудесную страну, где можно гулять с пингвинами по айсбергу и бросаться виртуальными снежными комьями. Это помогает устранить чувство тревоги и облегчить боль. Виртуальный мир подавляет воспоминания о том, при каких обстоятельства были получены ожоги.
Фобии
Нет ни одного человека без страхов и фобий. У каждого из нас есть какой-нибудь страх, который мы тщательно скрываем, пока можем обойти его стороной. Это может быть, например, как боязнь высоты, пауков, замкнутых пространств, так и выступление перед большим количеством людей. Всего и не перечислишь. У многих фобии становятся реальной проблемой, которая мешает жить.
Виртуальная реальность является прекрасным инструментом для преодоления фобий больного. Например, программа SpiderWorld предназначена для лечения арахнофобии -- частного случая зоофобии, боязни паукообразных. Пациенты, находясь в виртуальном пространстве, тренируются приближаться к пауку всё ближе и ближе, используя для этого джойстик. В итоге сенсор на руке предоставляет пациенту возможность ощутить прикосновение к пауку (на самом деле они трогали игрушечного паука). После такой процедуры уровень боязни пауков значительно снижался.
Реабилитация
Помимо психологических травм виртуальная реальность имеет преимущество и в случае с физической реабилитацией.
Например, при помощи виртуальной реальность можно проводить осмотр пациента, перенесшего инсульт. Это делается для улучшения реакции мышц больного. Пациенту предлагается с помощью силовой перчатки выполнять тренировки пальцев рук. Эффект достигается значительный, поэтому можно сделать вывод, что виртуальная реальность создает мотивацию. Это обусловлено тем, что виртуальность создает более интересную атмосферу, нежели обычная больничная палата.
Различные физические нагрузки так же можно проводить с использованием систем виртуальной реальности. Например, крутить педали на велотренажёре - не самое весёлое занятие. Чтобы процесс занятия спортом не был скучным, но оставался продуктивным, американская фирма предлагает совместить приятное с полезным. Их велотренажёр VirZoom обвешан хитрыми датчиками и геймпадовскими кнопками на руле, что позволяет связать его с ПК или Sony PlayStation 4, а ещё с гарнитурой виртуальной реальности Sony PlayStationVR, Oculus Rift и HTC Vive.
Конечно, команда разработчиков постаралась создать и соответствующие приложения, которые не дадут пользователю скучать и отвлекаться от процесса. В ассортименте уже есть различные игры, в которых тренирующийся может почувствовать себя не на велике, а, например, на лихом коне, и чем быстрее крутятся педали, тем быстрее скачет конь. Или можно устроить гонки на собаках или машинках. А для управления достаточно крутить педали, указывать направление кнопками и взглядом с помощью VR-очков.
Особенно полезна виртуальная реальность может быть для людей с ограниченными способностями. Например, человек, не имеющий возможность ходить, погрузившись в специально созданный для него мир, может вновь почувствовать себя самостоятельно ходящим и ощутить радость и удовлетворения от таких простых и элементарных действий, но ныне ему не доступных. А хорошее настроение - это неоценимый вклад в процесс выздоровления.
Очки виртуальной реальности
Это один из проектов виртуальной реальности, достаточно эффективно реализованный с технической стороны. Миниатюрные жидкокристаллические или лед-дисплеи заменены на микроэлектромеханическую систему, формирующую картинки и состоящую из нескольких миллионов зеркал. Если попробовать объяснить простым языком, то можно сказать, что в таких системах картинка проецируется на сетчатку глаза, давая при этом огромное преимущество, так как формирует изображение так, как человек якобы смотрит на обычный мир. При этом исключается усталость глаз и головные боли, возникающие при использовании 3D-режима. Очки виртуальной реальности нового поколения дают чистую 3D-картинку, не обманывая наш мозг. При использовании этого гаджета мы не выпадаем из реального мира, мы можем видеть то, что окружает нас в действительности, при этом нужно просто опустить глаза. Еще одним положительным качеством является наличие встроенных наушников. Этот аксессуар можно использовать и как самые обычные наушники.