Виртуальная хирургия

По сей день в медицинских образовательных центрах для обучения практическим навыкам по большей части применяются методы, остающиеся неизменными на протяжении веков. Врачи тренируютcя на трупах людей и животных, реакции которых, как нетрудно представить, несколько отличаются от реакций живых. Реальный опыт приходит во время операций на первых пациентах, и им от врачебных упражнений порой бывает не очень хорошо. Альтернатива такому обучению за счет больного возникла лишь сравнительно недавно, когда медицинские центры объединились с хайтек-компаниями в поисках новых образовательных практик.

Вслед за распространением авиационных симуляторов, применение которых существенно улучшило подготовку пилотов и снизило количество допускаемых ошибок в условиях реального полета, появилась идея создания аналогичных систем для обучения врачей. Лидером на новом рынке стала компания Immersion Medical, бывшая HT Medical Systems - подразделение Immersion Corporation, известной своими hardware и software разработками в области передачи тактильных (осязательных) ощущуний. Технология TouchSense, запатентованная Immersion, стала важнейшей частью медицинских симуляторов, максимально полно имитирующих условия реальных операций. О TouchSense много писали в связи с появлением компьютерных мышей iFeel Mouse и iFeel MouseMan. Основа этих конструкций - микропроцессор и миниатюрные двигатели, вибрирующие с различной частотой и амплитудой. О мышах, позволяющих физически почувствовать, скажем, прохождение опций меню или гиперссылок, можно почитать, к примеру, в Scientific American (http://www.scientificamerican.com/2001/0801issue/0801technicality.html). Мы же лишь отметим, что, когда речь идет о медицинских симуляторах, способность передавать тактильные ощущения имеет критическое значение, поскольку во время реальных операций врачи во многом ориентируются на собственные ощущения. Именно этот компонент восприятия не могли воспроизвести первые симуляторы, создававшие только аудио- и видеоряд. "Силовая обратная связь" (force feedback) в совокупности с качественным звуком и трехмерной графикой сделала виртуальные операции куда более реалистичными.

Чтобы получить лучшее представление о том, как выглядят и как работают такие системы, рекомендуем посетить сайт http://www.immersion.com и помимо прочего посмотреть QuickTime-ролики, демонстрирующие виртуальные тренировки врачей. Одна из операций - бронхоскопия. Эта диагностическая процедура предполагает введение в легкие гибкой трубки, оснащенной оптической системой. В реальной ситуации оптика выводит изображение всего того, что у легких внутри, на монитор и позволяет следить за ходом процедуры. Симулятор же, в то время как практикующийся врач вводит эндоскоп во внутренние полости манекена, демонстрирует сгенерированную компьютером анатомическую картинку. Например, такую.



Манекен при этом чутко реагирует на все происходящее и воспроизводит то сопротивление движению эндоскопа, которое ощутил бы врач в реальных условиях. Достоинство системы еще и в том, что она позволяет смоделировать все разнообразие условий, с которыми приходится сталкиваться докторам. Может быть запрограммирована любая история болезни, любые симптомы, любые физиологические реакции, в том числе ведущие к тем или иным осложнениям. Непредвиденные проблемы, вроде виртуальных кровотечений или разрывов тканей - неотъемлемая часть подготовки.

Подобные системы, помимо Immersion, создают и некоторые другие компании, в том числе небезызвестная Lockheed Martin. Среди последних разработок - SimSuite Training System, симулятор катетеризации, созданный специалистами Medical Simulation Corporation (http://www.simsuiteed.com). Частью этой системы является говорящий манекен, именуемый Тиффани (на снимке, впрочем, не она, а аналогичный манекен для симуляции анестезиологических процедур). К примеру, если Тиффани неаккуратно ввести катетер, вполне можно порвать ей артерию, что непременно будет зафиксировано с помощью виртуальной рентгенографии или флюороскопии. Этот симулятор позволяет отработать действия целой группы врачей и медсестер.

По признанию самих разработчиков подобных систем, существующие симуляторы еще сравнительно примитивны. Они помогают отрепетировать лишь самые основные и самые простые медицинские операции - главным образом, эндоскопию, катетеризацию, анестезию, наложение швов при огнестрельных ранах и т. п. Однако дежурно заметим, что с развитием технологий вполне можно ожидать скорого появления более сложных систем. А равно и их удешевления, что уже происходит. Первые симуляторы стоили сотни тысяч долларов, цена последних разработок Immersion измеряется десятками тысяч.

Дмитрий Томилов
15.08.2001  Журнал "XTERRA"