La 3D en médecine : monde virtuel et nouvelles technologies

Jusqu'à présent, nous avons associé la réalité virtuelle aux jeux informatiques, un monde de rêve créé pour le divertissement. Quelqu'un a-t-il pensé que quelque chose qui est une source de plaisir pourrait devenir l'un des outils de diagnostic en médecine à l'avenir ? Les actions des médecins dans le monde virtuel feront-elles de meilleurs spécialistes ? Seraient-ils capables de s'engager dans une interaction humaine avec un patient s'ils l'apprenaient en ne parlant qu'à un hologramme ?

Le progrès a ses propres lois - nous maîtrisons de nouveaux domaines scientifiques, créons de nouvelles technologies. Il arrive souvent que nous créions quelque chose qui avait à l'origine un objectif différent, mais que nous lui trouvions une nouvelle utilisation et que nous étendions l'idée originale à d'autres domaines scientifiques.

C'est ce qui s'est passé avec les jeux vidéo. Au début de leur existence, ils étaient censés n'être qu'une source de divertissement. Plus tard, voyant avec quelle facilité cette technologie a trouvé son chemin vers les jeunes, des jeux éducatifs ont été créés qui combinaient divertissement et apprentissage pour le rendre plus intéressant. Grâce au progrès, leurs créateurs ont essayé de rendre les mondes créés aussi réels que possible, réalisant de nouvelles possibilités technologiques. Le résultat de ces activités sont des jeux dans lesquels la qualité de l'image ne distingue pas la fiction de la réalité, et le monde virtuel devient si proche du réel qu'il semble donner vie à nos fantasmes et à nos rêves. C'est cette technologie qui, il y a quelques années, est tombée entre les mains de scientifiques qui tentaient de moderniser le processus de formation des médecins d'une nouvelle génération.

Former et planifier

Partout dans le monde, les écoles de médecine et les universités sont confrontées à un obstacle sérieux dans l'enseignement de la médecine et des sciences connexes aux étudiants - le manque de matériel biologique pour l'étude. Bien qu'il soit facile de produire des cellules ou des tissus en laboratoire à des fins de recherche, cela devient de plus en plus problématique. organismes d'accueil pour la recherche. De nos jours, les gens sont moins susceptibles de sauver leur corps à des fins de recherche. Il y a de nombreuses raisons culturelles et religieuses à cela. Que doivent donc apprendre les élèves ? Les figures et les conférences ne remplaceront jamais le contact direct avec l'exposition. En essayant de faire face à ce problème, un monde virtuel a été créé qui vous permet de découvrir les secrets du corps humain.

Image virtuelle du cœur et des vaisseaux thoraciques.

mar 2014, prof. Mark Griswold de la Case Western Reserve University aux États-Unis, a participé à l'étude d'un système de présentation holographique qui emmène l'utilisateur dans un monde virtuel et lui permet d'interagir avec lui. Dans le cadre des tests, il a pu voir le monde des hologrammes dans la réalité environnante et établir un contact dans le monde virtuel avec une autre personne - une projection informatique d'une personne dans une pièce séparée. Les deux parties pouvaient se parler en réalité virtuelle sans se voir. Le résultat d'une coopération accrue de l'université et de son personnel avec des scientifiques a été les premières applications prototypes pour l'étude de l'anatomie humaine.

La création d'un monde virtuel vous permet de recréer n'importe quelle structure du corps humain et de la placer dans un modèle numérique. À l'avenir, il sera possible de créer des cartes de tout l'organisme et d'explorer le corps humain sous la forme d'un hologramme, le regardant de tous les côtés, explorant les secrets du fonctionnement des organes individuels, ayant sous les yeux une image détaillée d'eux. Les étudiants pourront étudier l'anatomie et la physiologie sans contact avec une personne vivante ou son cadavre. De plus, même un enseignant pourra animer des cours sous la forme de sa projection holographique, n'étant pas dans un lieu donné. Les restrictions temporelles et spatiales dans la science et l'accès au savoir disparaîtront, seul l'accès à la technologie restera une barrière possible. Le modèle virtuel permettra aux chirurgiens d'apprendre sans avoir à intervenir sur un organisme vivant, et la précision de l'affichage créera une telle copie de la réalité qu'il sera possible de reproduire fidèlement les réalités d'une intervention réelle. y compris les réactions de tout le corps du patient. Bloc opératoire virtuel, patient numérique ? Ce n'est pas encore devenu un exploit pédagogique !

La même technologie permettra la planification d'interventions chirurgicales spécifiques pour des personnes spécifiques. En scannant soigneusement leur corps et en créant un modèle holographique, les médecins pourront en apprendre davantage sur l'anatomie et la maladie de leur patient sans effectuer de tests invasifs. Les prochaines étapes du traitement seront planifiées sur des modèles d'organes malades. Lors du démarrage d'une véritable opération, ils connaîtront parfaitement le corps de la personne opérée et rien ne les surprendra.

Formation sur un modèle virtuel du corps du patient.

La technologie ne remplacera pas le contact

Cependant, la question se pose, peut-on tout remplacer par la technologie ? Aucune méthode disponible ne remplacera le contact avec un vrai patient et avec son corps. Il est impossible d'afficher numériquement la sensibilité des tissus, leur structure et leur consistance, et encore plus les réactions humaines. Est-il possible de reproduire numériquement la douleur et la peur humaines ? Malgré les progrès de la technologie, les jeunes médecins devront toujours rencontrer de vraies personnes.

Non sans raison, il y a plusieurs années, il a été recommandé aux étudiants en médecine de Pologne et du monde entier de suivre séances avec de vrais patients et forment leurs relations avec les gens, et que le personnel académique, en plus d'acquérir des connaissances, apprend également l'empathie, la compassion et le respect des gens. Il arrive souvent que la première vraie rencontre des étudiants en médecine avec un patient ait lieu lors d'un stage ou d'un stage. Arrachés à la réalité académique, ils sont incapables de parler aux patients et de faire face à leurs émotions difficiles. Il est peu probable que la séparation accrue des étudiants des patients causée par les nouvelles technologies ait un impact positif sur les jeunes médecins. Allons-nous les aider à rester simplement des êtres humains en créant d'excellents professionnels ? Après tout, un médecin n'est pas un artisan, et le sort d'un malade dépend en grande partie de la qualité du contact humain, de la confiance que le patient a en son médecin.

Jadis, les pionniers de la médecine, parfois même en violation de l'éthique, acquéraient des connaissances uniquement au contact du corps. Les connaissances médicales actuelles sont en fait le résultat de ces quêtes et de la curiosité humaine. Combien il était plus difficile de connaître la réalité, sans vraiment savoir quoi que ce soit, de faire des découvertes, en s'appuyant uniquement sur sa propre expérience ! De nombreux traitements chirurgicaux ont été développés par essais et erreurs, et même si cela s'est parfois terminé tragiquement pour le patient, il n'y avait pas d'autre issue.

En même temps, ce sens de l'expérimentation sur le corps et sur le vivant enseignait en quelque sorte le respect de l'un et de l'autre. Cela m'a fait réfléchir à chaque étape planifiée et prendre des décisions difficiles. Un corps virtuel et un patient virtuel peuvent-ils enseigner la même chose ? Le contact avec un hologramme enseignera-t-il aux nouvelles générations de médecins le respect et la compassion, et parler avec une projection virtuelle aidera-t-il à développer l'empathie ? Ce problème est rencontré par les scientifiques mettant en œuvre les technologies numériques dans les universités de médecine.

Sans aucun doute, la contribution des nouvelles solutions techniques à la formation des médecins ne peut être surestimée, mais tout ne peut pas être remplacé par un ordinateur. La réalité numérique permettra aux spécialistes de recevoir une formation idéale, et leur permettra aussi de rester des médecins « humains ».

Visualisation de la technologie du futur - un modèle du corps humain.

Modèles d'impression et détails

Dans la médecine mondiale, il existe déjà de nombreuses technologies d'imagerie qui étaient considérées comme cosmiques il y a quelques années. Ce que nous avons sous la main Rendus 3D est un autre outil extrêmement utile utilisé dans le traitement des cas difficiles. Bien que les imprimantes 3D soient relativement nouvelles, elles sont utilisées en médecine depuis plusieurs années. En Pologne, ils sont principalement utilisés dans la planification du traitement, incl. chirurgie cardiaque. Chaque malformation cardiaque est une grande inconnue, car il n'y a pas deux cas identiques, et il est parfois difficile pour les médecins de prédire ce qui pourrait les surprendre après avoir ouvert la poitrine d'un patient. Les technologies dont nous disposons, telles que l'imagerie par résonance magnétique ou la tomodensitométrie, ne peuvent pas montrer avec précision toutes les structures. Par conséquent, il est nécessaire de mieux comprendre le corps d'un patient particulier, et les médecins offrent cette opportunité à l'aide de XNUMXD images sur un écran d'ordinateur, traduites ensuite en modèles spatiaux en silicone ou en plastique.

Les centres de chirurgie cardiaque polonais utilisent depuis plusieurs années la méthode de numérisation et de cartographie des structures cardiaques dans des modèles 3D, sur la base desquels les opérations sont planifiées.. Il arrive souvent que seul le modèle spatial révèle un problème qui surprendrait le chirurgien lors de l'intervention. La technologie disponible nous permet d'éviter de telles surprises. Par conséquent, ce type d'examen gagne de plus en plus de partisans et, à l'avenir, les cliniques utilisent des modèles 3D pour le diagnostic. Des spécialistes d'autres domaines de la médecine utilisent cette technologie de manière similaire et la développent constamment.

Certains centres en Pologne et à l'étranger mènent déjà des opérations pionnières en utilisant endoprothèses osseuses ou vasculaires imprimé avec la technologie 3D. Les centres orthopédiques du monde entier impriment en 3D des membres prothétiques parfaitement adaptés à un patient particulier. Et, surtout, ils sont beaucoup moins chers que les traditionnels. Il y a quelque temps, j'ai regardé avec émotion un extrait d'un reportage qui montrait l'histoire d'un garçon amputé d'un bras. Il a reçu une prothèse imprimée XNUMXD qui était une réplique parfaite du bras d'Iron Man, le super-héros préféré du petit patient. Elle était plus légère, moins chère et, surtout, parfaitement ajustée que les prothèses conventionnelles.

Le rêve de la médecine est de faire en sorte que chaque partie manquante du corps puisse être remplacée par un équivalent artificiel dans la technologie 3D, ajustement du modèle créé aux exigences d'un patient particulier. De telles "pièces détachées" personnalisées imprimées à un prix abordable révolutionneraient la médecine moderne.

La recherche sur le système hologramme se poursuit en collaboration avec des médecins de nombreuses spécialités. Ils apparaissent déjà premières applications avec l'anatomie humaine et les premiers médecins découvriront la technologie holographique du futur. Les modèles 3D font désormais partie de la médecine moderne et vous permettent de développer les meilleurs traitements dans l'intimité de votre cabinet. À l'avenir, les technologies virtuelles résoudront de nombreux autres problèmes que la médecine tente de combattre. Il préparera de nouvelles générations de médecins et il n'y aura aucune limite à la diffusion de la science et des connaissances.