Обучение хирургии в смешанной реальности с помощью симулятора VirtaMed LaparoS

Признанная передовой медицинской технологией, система VirtaMed LaparoS использует технологию цифровых двойников Unity 3D в реальном времени и интегрированную тактильную обратную связь для обеспечения гиперреалистичного хирургического обучения.

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

Компания VirtaMed, швейцарский разработчик симуляторов смешанной реальности для медицинского образования, создала решение, которое снижает риски, связанные с традиционным хирургическим обучением. Используя технологию погружения Unity для воссоздания сложных сценариев обучения хирургии, инновационная и отмеченная наградами программа LaparoS компании VirtaMed меняет представление о том, как врачи учатся проводить операции.

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

В этой статье мы подробно рассмотрим программу симуляционного обучения компании ВиртаМед, построенную на технологии цифровых двойников 3D в режиме реального времени, и преимущества симуляционного хирургического обучения.

Создание лучшей программы обучения

Обеспечение безопасности живых пациентов при обучении

Традиционное хирургическое обучение основано на модели "один видит, один делает, один учит". Однако в мире передовых медицинских технологий и методик эта модель не работает. ВиртаМед считает, что хирург никогда не должен впервые проводить процедуру на живом пациенте. Симулятор смешанной реальности LaparoS позволяет хирургам тренироваться в лапароскопической общей хирургии (когда небольшая камера вводится через разрез в брюшной стенке) и гинекологических процедурах на "цифровых людях" в гиперреалистичной и безрисковой среде.

Сочетая ультрареалистичную 3D-визуализацию в реальном времени с инновационной платформой для симуляции, обеспечивающей тактильную обратную связь, компания VirtaMed создала лапароскопический тренажер, который ломает представление о традиционном медицинском обучении. Он снимает с пациентов бремя обучения медицинским навыкам и перекладывает его на симулятор.

Повышение эффективности обучения

Научные исследования показали, что симуляция значительно улучшает результаты обучения по сравнению с традиционными методами. Качественная симуляция позволяет обучаемым отстраниться от своих мыслей и погрузиться в учебный сценарий. Например, если во время обучения у виртуального пациента пойдет кровь, это должно выглядеть и ощущаться достаточно реалистично, чтобы обучаемый искренне заинтересовался поиском быстрого решения проблемы.

Симулятор LaparoS также регистрирует поведение обучаемого с точностью до миллиметра, предоставляя ценную обратную связь не только о работе обучаемого во время процедуры, но и о возможных результатах для симулируемого пациента.

Симуляционное обучение с использованием цифровых двойников брюшной полости и других частей тела не только ускоряет процесс обучения, позволяя новым хирургам быстрее попасть в операционную, но и снижает общие затраты на обучение, поскольку позволяет использовать сценарии командного обучения.

Универсализация обучения хирургическим навыкам

Традиционно хирурги-эксперты делятся своими навыками, используя модель ученичества. Обучение по этому методу зависит от мастерства преподавателя. Цель VirtaMed - кодифицировать методы всемирно признанных экспертов в области хирургии и перенести эти навыки в программу симулятора, чтобы они стали доступны любому обучающемуся, использующему симулятор.

Используя машинное обучение, симуляционная платформа VirtaMed применяет данные, полученные от хирургов-экспертов, для количественной оценки передовых хирургических методик. Их опыт и знания переносятся на симуляционную платформу и используются в качестве стандарта, по которому оценивается работа стажеров. Обучающиеся также получают контекстно-зависимую обратную связь, основанную на этих стандартах, разработанных экспертами. Таким образом, растущая доступность симуляционного обучения на основе цифровых двойников демократизирует специализированные хирургические навыки, устраняя многие барьеры для доступа к ним.

"Мы используем революционные технологии для улучшения подготовки хирургов в интересах пациентов. Использование Unity позволяет нам использовать значительные инвестиции и достижения в области игр там, где мы можем оказать наибольшее влияние - сейчас и в будущем".

- Стефан Тухшмид, исполнительный директор и основатель компании ВиртаМед

От теории к реальности

Строительные кирпичи для LaparoS

Компании VirtaMed требовался 3D-движок в реальном времени, который позволил бы масштабировать существующую технологию и поддерживать самую современную графику, способную воспроизвести механику и тонкости реальной процедуры в операционной.

Базиль Фиерц, старший инженер-программист VirtaMed, рассказывает, почему компания выбрала Unity в качестве технологического партнера:

• Unity стремится инвестировать в технологии и совершенствовать их, и VirtaMed поняла потенциальные возможности конвейера рендеринга высокой четкости(HDRP) Unity.
• Расширяемость движка Unity позволила VirtaMed распространить существующий инструмент моделирования физики на Unity, избавив от необходимости начинать работу с другим физическим движком.
• Интегрированный успех Unity гарантировал команде VirtaMed структуру поддержки, позволяющую уверенно расширять границы разработки.

"Менеджер по связям с разработчиками Unity - это наш связующий элемент со всей организацией Unity, помогающий нам эффективно взаимодействовать со всеми - от инженеров до маркетологов. Наши регулярные встречи выходят за рамки повседневных вопросов поддержки и приносят огромную пользу, будь то указание на нужный контент или рекомендации по новым функциям для улучшения наших рабочих процессов".

- Базиль Фиерц, доктор философии, старший инженер-программист, ВиртаМед

Разработка ультрареалистичного симулятора

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

На начальном этапе разработки основное внимание уделялось тому, чтобы симулируемые органы физически вели себя так же, как настоящие. ВиртаМед добилась этого, собрав воедино такие источники информации, как реальные видеозаписи медицинских процедур, понимание хирургических процедур, наблюдение за операциями и непосредственное участие врачей. Физическая симуляция реагирует на взаимодействие с инструментами, которые вычисляют силы обратной связи и передают их на инструменты симулятора троакара для обеспечения тактильной обратной связи.

Платформа Unity, разработанная компанией ВиртаМед, также позволяет местным учебным командам гибко адаптироваться к региональным различиям в хирургической практике, например, к тому, с какой стороны от пациента располагается хирург. Подобные функции легко включаются или выключаются в зависимости от предпочтений тренера.

Одновременно компания VirtaMed разработала оборудование для физического моделирования. Возможность проводить анализ дизайна симуляторов с помощью Unity позволила избежать ненужных задержек в производстве аппаратного обеспечения симулятора.

Планирование будущего с помощью Unity

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

Работа с редактором Unity позволяет VirtaMed быстрее создавать контент и распространять преимущества на более широкий спектр продуктов, включая создание небольших индивидуальных проектов для других отраслевых клиентов. В планах на будущее - расширить хранилище навыков обучающей программы, включив в него сценарии редких случаев. Создавая платформу для моделирования с помощью технологий цифровых двойников Unity, компания VirtaMed обеспечивает готовность к расширению и развитию своих предложений по моделированию.

"Наше видение лучшего способа обучения заключается в том, чтобы предоставить хирургам необходимые инструменты для работы в безопасной среде, без какого-либо риска для пациентов. По мере того как учебный процесс становится цифровым, он также становится измеримым. Соедините это с самостоятельным обучением, геймификацией, адаптивным обучением, и у вас появятся все ингредиенты для настоящей трансформации хирургического обучения".

- Стефан Тухшмид, исполнительный директор и основатель компании ВиртаМед

____________________________________________________________________________________________________

Более подробную информацию о многочисленных вариантах использования цифровых двойников, созданных в Unity, включая тематические исследования, демонстрации и вебинары по требованию, вы можете найти на наших ресурсах. Если вы хотите поговорить с нашей командой экспертов, свяжитесь с нами сегодня.