Смешанная реальность хирургического обучения с симулятором VirtaMed LaparoS.

Признанная передовой медицинской технологией, VirtaMed LaparoS использует технологию цифрового двойника в реальном времени от Unity и интегрированную тактильную обратную связь для предоставления гиперреалистичного хирургического обучения.

Примечание. Этот блог содержит медицинские изображения, которые могут быть неудобными для некоторых.

VirtaMed, швейцарская компания-разработчик симуляторов смешанной реальности для медицинского образования, создала решение, которое снижает риски, связанные с традиционным хирургическим обучением. Используя иммерсивные технологии Unity для воссоздания сложных сценариев хирургического обучения, инновационный и награжденный LaparoS от VirtaMed революционизирует процесс обучения врачей хирургии.

Доктор. Иван Пуэнт, доктор медицины, директор программы, Broward Health, сказал: "С того момента, как вы подходите к симулятору, вы можете настроить его так же, как мы делаем в операционной (OR). Мы можем точно имитировать то, что мы делаем на реальном пациенте. Мне нравится, что мы можем добавлять осложнения, такие как кровотечение и утечка желчи, чтобы лучше подготовить резидентов к операционной. Очевидно, что обучение на симуляторе перед операцией улучшает навыки и повышает безопасность пациентов."

В этой статье мы более подробно рассмотрим программу обучения симулятора VirtaMed, основанную на технологии цифрового двойника в реальном времени 3D, и преимущества симулированного хирургического обучения.

Создание лучшей программы обучения

Сохранение живых пациентов в безопасности от кривой обучения

Традиционное хирургическое обучение основано на модели "увидел один, сделал один, научил один". Однако эта модель не масштабируется в мире передовых медицинских технологий и методов. VirtaMed считает, что первый раз, когда хирург выполняет процедуру, никогда не должен быть на живом пациенте. Смешанный симулятор реальности LaparoS позволяет хирургам тренироваться на лапароскопической общей хирургии (где маленькая камера вводится через разрез в брюшной стенке) и гинекологических процедурах на "цифровых людях" в гиперреалистичной и безрисковой среде.

Сочетая ультрареалистичную визуализацию в реальном времени 3D с инновационной платформой симуляции, которая предоставляет тактильную обратную связь, VirtaMed создала симулятор для лапароскопического обучения, который ломает шаблон традиционного медицинского обучения. Это снимает бремя кривой обучения медицинского обучения с пациентов и переносит его на симулятор.

Улучшение производительности обучения

Научные исследования показали, что симуляции значительно улучшают результаты обучения по сравнению с традиционными методами. Качественный симулированный опыт позволяет обучаемым приостановить свое недоверие и погрузиться в сценарий обучения. Например, если виртуальный пациент кровоточит во время обучения, это должно выглядеть и ощущаться достаточно реалистично, чтобы обучаемый действительно заинтересовался в быстром решении проблемы.

Симулятор LaparoS также записывает поведение обучаемых с миллиметровой точностью, предоставляя ценную обратную связь не только о производительности обучаемого во время процедуры, но и о потенциальных результатах для симулированного пациента.

Симулированное обучение с использованием цифрового двойника живота и других частей тела не только ускоряет кривую обучения, позволяя новым хирургам быстрее попасть в операционную, но и снижает общие затраты на обучение, позволяя проводить командные сценарии обучения.

Универсализация обучения хирургическим навыкам

Традиционно опытные хирурги делятся своими навыками, используя модель ученичества. Обучение этим методом зависит от навыков учителя. Цель VirtaMed — кодифицировать техники всемирно признанных хирургических экспертов и перевести эти навыки в программу симулятора, тем самым сделав их доступными для любого обучаемого, использующего симулятор.

Используя машинное обучение, платформа симуляции VirtaMed использует данные, полученные от опытных хирургов, для количественной оценки лучших практик хирургических техник. Их экспертиза переводится на платформу симуляции и используется в качестве стандарта для оценки производительности обучаемых. Обучаемые также получают контекстно-зависимую обратную связь на основе этих стандартов, полученных от экспертов. Таким образом, растущая доступность симуляционного обучения на основе цифровых двойников демократизирует специализированные хирургические навыки, устраняя многие барьеры для доступа.

“Мы используем разрушительные технологии для улучшения хирургического обучения в интересах пациентов. Использование Unity позволяет нам использовать значительные инвестиции и достижения в области игр, где мы можем оказать наибольшее влияние – сейчас и в будущем.”

– Стефан Тухшмид, сопредседатель и основатель VirtaMed

От теории к реальности

Строительные блоки для LaparoS

VirtaMed нуждалась в движке 3D в реальном времени, который позволил бы масштабировать существующие технологии и поддерживать современные графические возможности, способные воспроизводить механику и тонкости реальной операции в операционной.

Базиль Фирц, старший инженер-программист в VirtaMed, объясняет, почему компания выбрала Unity в качестве своего технологического партнера:

• Unity стремится инвестировать в технологии и улучшать их, и VirtaMed поняла потенциальные возможности высококачественного рендеринга Unity (HDRP).
• Врожденная расширяемость движка Unity позволила VirtaMed интегрировать свой существующий инструмент физического моделирования в Unity, устранив необходимость начинать с другого физического движка.
• Интегрированный успех Unity гарантировал структуру поддержки для команды VirtaMed, чтобы смело расширять границы разработки.

“Менеджер по связям с разработчиками Unity — это наш мост к всей организации Unity, помогая нам эффективно связываться со всеми, от инженерии до маркетинга. Наши регулярные встречи выходят за рамки повседневных тем поддержки и чрезвычайно полезны, будь то указание на соответствующий контент или советы по новым функциям для улучшения наших рабочих процессов.”

– Базиль Фирц, доктор философии, старший инженер-программист, VirtaMed

Разработка ультрареалистичного симулятора

Приняв Unity, VirtaMed смогла объединить реалистичные визуальные активы и тактильную обратную связь для превосходного опыта обучения, уникального для LaparoS. Благодаря интеграции своего существующего физического движка в качестве модуля непосредственно в Unity, VirtaMed может точно представлять как физическое поведение внутренних органов, так и взаимодействие хирургических инструментов с этими органами.

Начальная фаза разработки была сосредоточена на обеспечении того, чтобы смоделированные органы физически вели себя так же, как реальные органы. VirtaMed достигла этого, собирая источники информации, такие как реальные видеозаписи медицинских процедур, понимание хирургических процедур, наблюдение за операциями и прямое участие врачей. Физическая симуляция реагирует на взаимодействия с инструментами, которые вычисляют обратные силы и переводят их на инструменты трокара симулятора для обеспечения тактильной обратной связи.

Платформа VirtaMed на базе Unity также обеспечивает гибкость для местных учебных команд, чтобы адаптироваться к региональным различиям в хирургической практике, например, с какой стороны пациента хирург занимает позицию. Такие функции легко включаются или отключаются в зависимости от предпочтений тренера.

Одновременно VirtaMed разработала физическое симуляционное оборудование. Возможность проводить обзор дизайна для симуляций с использованием Unity позволила избежать ненужных задержек в производстве аппаратного обеспечения симулятора.

Планирование будущего с Unity.

Основываясь на успехе симулятора обучения LaparoS, VirtaMed планирует перенести существующие продукты на Unity в течение следующих 12 месяцев и использовать Unity для будущих продуктов.

Работа с Unity Editor позволяет VirtaMed создавать контент быстрее и расширять преимущества на более широкий спектр продуктов, включая создание меньших индивидуальных проектов для других клиентов в отрасли. Будущие планы включают создание репозитория навыков учебной программы, чтобы включить редкие сценарии случаев. Создавая платформу симуляции с технологиями цифровых двойников Unity, VirtaMed обеспечивает свою готовность к расширению и развитию своих предложений по симуляции.

«Наше видение лучшего способа обучения — предоставить хирургам правильные инструменты для практики в безопасной среде, без какого-либо риска для пациентов. По мере того как путь обучения становится цифровым, он также становится измеримым. Сочетайте это с самообучением, геймификацией, адаптивным обучением, и у вас есть все ингредиенты для истинной трансформации хирургического обучения.»

– Стефан Тухшмид, сопредседатель и основатель VirtaMed

____________________________________________________________________________________________________

Для получения дополнительной информации о множестве случаев использования цифровых двойников, созданных в Unity, включая тематические исследования, демонстрации и вебинары по запросу, ознакомьтесь с нашими ресурсами. Если вы хотите поговорить с нашей экспертной командой, свяжитесь с нами сегодня.