Симулятор хирургии
Симулятор хирургии — это компьютерная технология, разработанная для моделирования хирургических процедур с целью обучения медицинских работников без необходимости использования пациента, трупа или животного. Эта концепция восходит к 1980-м годам с видеоиграми , но только в 1990-х годах с трехмерной графикой и 2000-х годах с использованием датчиков движения для реалистичных движений (управление движением) технология смогла имитировать реальную ситуацию. Наиболее распространенным типом операции, проводимой с помощью этого метода, является лапароскопическая хирургия , хотя ее также использовали для пробного запуска перед другими видами процедур. Хирургия катаракты и другие офтальмологические процедуры также широко преподаются с использованием хирургических симуляторов.
Использование
[ редактировать ]Хирургические симуляторы обычно используются для обучения студентов-медиков и хирургов определенным типам процедур без использования животных или трупов перед работой с живыми пациентами. Они лучше всего подходят для двух типов навыков, необходимых для хирургии: зрительно-моторной координации и способности выполнять трехмерные действия, используя в качестве ориентира двухмерный экран. Координация глаз и рук улучшается, поскольку симуляция может давать как визуальную обратную связь через экран, так и тактильную обратную связь, имитирующую манипуляции с органами и тканями. [1]
Этот вид виртуальной реальности чаще всего используется при обучении хирургов лапароскопическим процедурам, поскольку в реальности невозможно увидеть проводимую операцию. Симулятор использует экран компьютера, на котором отображается трехмерное изображение органов оперируемых . Различные хирургические инструменты или перчатки подключаются к датчикам движения и механизмам тактильной или тактильной обратной связи , благодаря чему пользователь может физически почувствовать разницу в моделируемых тканях и органах. Пользователь может «оперировать» виртуальные органы, манипулируя инструментами, которые также отображаются на экране, когда пользователь их перемещает, а инструменты также обеспечивают силовую обратную связь и обнаружение столкновений, чтобы указать пользователю, когда он нажимает. или перемещение некоторых органов или тканей. Путем ввода данных компьютерной томографии (КТ) и магнитно-резонансной томографии (МРТ) пациента можно воспроизвести в виртуальной среде. Моделирование также может обеспечить более интенсивную тренировочную деятельность с учетом редких патологических случаев и осложнений. [1]
Однако использование этих симуляторов имеет свои ограничения. Хотя при их использовании у новичков наблюдались значительные результаты, их эффективность снижается по мере того, как процедура повторяется, когда студенты достигают плато. Более опытные хирурги использовали эти симуляторы очень ограниченно. [2]
Развитие технологии
[ редактировать ]Виртуальная хирургия как средство моделирования процедур и обучения хирургов возникла из индустрии видеоигр. Видеоигры для развлечения уже давно стали одной из крупнейших отраслей в мире. [3] Однако уже в 1980-х годах такие компании, как Atari, начали работать над идеями использования этой видеосреды для обучения людей различным задачам и различным профессиям. Более молодые стажеры в области медицины показали лучшую координацию глаз и рук и способности к быстрому мышлению по сравнению с теми, кто никогда не играл. Хотя графика была крайне ограничена, Atari начала разработку нескольких типов симуляторов, связанных со здравоохранением. [3] Этот тип обучения встретил сильный скептицизм, пока исследования в середине 1980-х годов не начали показывать, что эта концепция перспективна. [3] [4]
Однако графические и интерактивные ограничения видеоигр препятствовали их развитию и использованию до 1990-х годов, когда такие компании, как Nintendo и Sony, начали производить трехмерную полигональную графику для создания концепции «виртуальной реальности». Ситуация еще больше улучшилась с появлением систем Wii , что позволило более реалистично манипулировать виртуальной реальностью с помощью датчиков движения. [ нужна ссылка ] Исследования того времени показали, что новый метод взаимодействия улучшил координацию и восприятие пространства. Достижения также позволили технологии перейти от «игры» к «симулятору». [3] DaVinci Surgical System запрограммировала свой первый симулятор для лапароскопической хирургии в 2005 году, и его точность и дизайн сделали его быстро принятым хирургами. [5] Хотя большая часть этой технологии использовалась для общей хирургической подготовки, ее также использовали для планирования конкретных операций. Первая виртуальная операция (когда настоящая операция следовала за виртуальной практикой) была проведена 17 августа 2009 года, когда доктор Дэвид Кларк в Галифаксе, Новая Шотландия, удалил опухоль головного мозга через 24 часа после удаления смоделированной опухоли. [6] К 2010 году во многих больницах были доступны какие-то технологии моделирования для медицинских работников, особенно для обучения лапароскопическим процедурам. [3]
Использование такого рода технологий моделирования по-прежнему важно, особенно для молодого поколения студентов-медиков. Эти студенты выросли как на развлекательных видеоиграх, так и на серьезных играх , разработанных для образовательных целей, что делает использование симуляторов более приемлемым и эффективным. [7] Было показано, что эти студенты с большей готовностью получают пользу от такого рода обучения, особенно в области лапароскопических процедур и наложения швов. [8]
Примеры
[ редактировать ]На сегодняшний день наиболее широко используемым симулятором лапароскопической хирургии является симулятор хирургии да Винчи. Это новейший способ применения этих процедур, при котором хирург участвует в операции и контролирует устройство. Симулятор представляет собой учебное пособие, которое готовит хирурга к настоящей операции на хирургической системе да Винчи . Он содержит изображения в реальном времени, элементы управления, идентичные оригинальному устройству, и потенциальные проблемы, которые могут возникнуть во время реальной операции. [9]
В исследовании другой программы, «Минимально-инвазивный хирургический тренажер-виртуальная реальность» (MIST-VR), участники проходили тестирование 10 раз подряд в течение 1 месяца. Оценка лапароскопических навыков включала время, ошибки и экономичность движений рук, измеряемые с помощью симулятора. [2]
Одной из наиболее популярных игр/симуляторов является Trauma Center , игра, основанная на решении головоломок и проблем, которые могут возникнуть во время операции. Цель игры — оказание помощи пациентам, перенесшим несчастные случаи, переломы костей, внутренние кровотечения и травмы, а также реагирование на различные диагнозы и выполнение различных хирургических процедур. Цель игры — заставить пользователя думать быстрее и повысить его способность решать проблемы за хирургическим столом. Хирурги и эксперты в области здравоохранения говорят, что игра идеально подходит для ускорения времени принятия решений на хирургическом столе, поскольку эта игра основана на оказании давления на пользователя путем предоставления ему ограничения по времени. [1] [7]
EyeSi — это симулятор виртуальной реальности для обучения внутриглазной хирургии. [10] Симулятор хирургии глаза HelpMeSee — это еще один симулятор виртуальной реальности с тактильной обратной связью в реальном времени, который используется для обучения слушателей ручной хирургии катаракты с малым разрезом. [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Брэдли Х (2005). «Можно ли использовать видеоигры для прогнозирования или улучшения навыков лапароскопии?». Журнал эндоурологии . 19 (3): 372–376. дои : 10.1089/конец.2005.19.372 . ПМИД 15865530 .
- ^ Перейти обратно: а б Гранчаров, Теодор П; Бардрам, Линда; Фунч-Йенсен, Питер; Розенберг, Джейкоб (февраль 2003 г.). «Кривые обучения и влияние предыдущего оперативного опыта на работу на симуляторе виртуальной реальности для проверки навыков лапароскопической хирургии». Американский журнал хирургии . 185 (2): 146–149. дои : 10.1016/S0002-9610(02)01213-8 . ПМИД 12559445 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Дерриберри, А. (2010). «Серьезные игры: обучающие онлайн-игры» (PDF) (информационный документ). стр. 1–15. Архивировано из оригинала 21 июля 2016 г.
{{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ) - ^ Джаннотти, Доменико; Патрици, Грегорио; Ди Рокко, Джорджио; Вестри, Анна Рита; Семпрони, Камилла Пройетти; Фиенго, Лесли; Понтоне, Стефано; Палаццини, Джорджо; Редлер, Адриано; Манделл, Мерседес Сьюзен (27 февраля 2013 г.). «Играй, чтобы стать хирургом: влияние обучения Nintendo WII на навыки лапароскопии» . ПЛОС ОДИН . 8 (2): e57372. Бибкод : 2013PLoSO...857372G . дои : 10.1371/journal.pone.0057372 . ПМЦ 3583870 . ПМИД 23460845 .
- ^ «Типы и примеры серьезных игр» . Архивировано из оригинала 22 декабря 2015 года . Проверено 8 мая 2013 г.
- ^ Бузан, Брэдли (21 августа 2009 г.). «Проведена первая виртуальная операция» . Виннипег Фри Пресс . Канадские газеты FP . Проверено 9 июня 2010 г.
- ^ Перейти обратно: а б ван Донген, Коэн В.; Верлейсдонк, Эгберт-Ян ММ; Шивен, Марлис П.; Бродерс, Иво AMJ (17 марта 2011 г.). «Станет ли поколение Playstation лучшими хирургами-эндоскопистами?» . Хирургическая эндоскопия . 25 (7): 2275–2280. дои : 10.1007/s00464-010-1548-2 . ПМК 3116125 . ПМИД 21416186 .
- ^ Кюре, Мириам Дж. (1 февраля 2007 г.). «Влияние видеоигр на подготовку хирургов в 21 веке - приглашенная критика». Архив хирургии . 142 (2): 186. doi : 10.1001/archsurg.142.2.186 .
- ^ «Тренажер навыков» . Проверено 8 мая 2013 г.
- ^ «ЭйСи Хирургический» . Проверено 3 июля 2020 г.
- ^ «HelpMeSee Симулятор хирургии глаза» . Проверено 3 июля 2020 г.