Игры врачей

По сей день в центрах обучения медперсонала практическим навыкам по большей части применяются методы, остающиеся неизменными на протяжении веков. Врачи тренируются на трупах, "реакции" которых, как вы понимаете, отличаются от реакций живых существ. Реальный опыт приходит во время операций на первых пациентах, коим врачебные упражнения, мягко говоря, доставляют мало удовольствия.

Вслед за распространением авиационных симуляторов, применение которых существенно улучшило подготовку пилотов и снизило процент ошибок в условиях реального полета, появилась идея создания аналогичных систем для обучения врачей. Лидером на новом рынке стала компания Immersion Medical - подразделение Immersion Corporation, известной своими программным и аппаратным обеспечением в области передачи тактильных (осязательных) ощущений. Технология TouchSense, запатентованная Immersion, стала важнейшей частью медицинских симуляторов, максимально полно имитирующих условия операций. О TouchSense много писали в связи с появлением игровых манипуляторов и особенно компьютерных мышей iFeel Mouse и iFeel MouseMan. Основа этих конструкций - миниатюрные двигатели, вибрирующие с различной частотой и амплитудой, и микропроцессор.

Трехмерный виртуальный мир, который «можно потрогать», - идея, заманчивая не только для игровой индустрии. Способность передавать тактильные ощущения имеет решающее значение для медицинских симуляторов, поскольку во время реальных операций врачи во многом полагаются на осязание. Именно это чувственное ощущение не могли воспроизвести первые имитаторы, создававшие только аудио- и видеоряд. «Силовая обратная связь» (force feedback) в совокупности с качественным звуком и трехмерной графикой сделала виртуальные операции куда более реалистичными.

Линия симуляторов от Immersion включает системы, имитирующие проникновение эндоскопов и катетеров в сосуды и внутренние полости человеческого тела. Рассмотрим, например, бронхоскопию. Эта диагностическая процедура представляет собой введение в легкие гибкой трубки, оснащенной оптической системой. В реальной ситуации оптика выводит на монитор изображение внутренней поверхности легких и позволяет следить за ходом процедуры. Симулятор же, пока тренирующийся врач вводит эндоскоп в полости манекена, демонстрирует сгенерированную компьютером анатомическую картинку. Манекен при этом чутко реагирует на все происходящее (помимо прочего, он умеет дышать и кашлять), а также имитирует сопротивление движению эндоскопа, которое врач ощутил бы в реальных условиях. Достоинство системы еще и в том, что она позволяет смоделировать все разнообразие условий, с которыми приходится сталкиваться докторам. Ничто не мешает взять за основу клинический случай и так или иначе модифицировать его. Может быть запрограммирована любая история болезни, любые анатомические особенности, симптомы, физиологические реакции, в том числе чреватые теми или иными осложнениями. Непредвиденные обстоятельства - вроде виртуальных кровотечений или разрыва тканей - неотъемлемая часть подготовки. Появляется возможность постепенно и систематически усложнять операцию, отмечая успехи и анализируя ошибки. Для последующего «разбора полетов» все манипуляции иглой или эндоскопом записываются, также фиксируются и реакции манекена.

Возможность в образовательных целях «зарезать» какой-нибудь манекен предлагают и некоторые другие компании, в числе которых израильская Simbionix, специализирующаяся на имитации деликатных эндоскопических процедур, которые проводят урологи и специалисты по желудочно-кишечным болезням. Simbionix развивает идею дистанционного медицинского образования. Соединение с Интернетом позволяет врачу, упражняющемуся на симуляторе, в режиме реального времени получать замечания и ценные указания от инструктора, который может следить за ходом виртуальной операции откуда угодно.

Cреди последних разработок в этой области медицины - SimSuite Training System, симулятор пластических операций на сосудах, созданный специалистами Medical Simulation Corporation. Частью системы, позволяющей отработать действия целой группы врачей и медсестер, является полная копия человека - говорящий манекен, именуемый Тиффани. Если ей неаккуратно ввести катетер, вполне можно порвать артерию, что непременно будет зафиксировано с помощью виртуальной рентгенографии или флюороскопии. В SimSuite, по сути, объединены ранние достижения в области конструирования механических манекенов (физических моделей человека в натуральную величину с человеческими же физиологическими реакциями) и недавно появившиеся технологические возможности по передаче тактильных ощущений через «силовую обратную связь». Такой комплекс, впрочем, существенно дороже симуляторов от Immersion и Simbionix. Цена последних неуклонно снижается и сегодня не превышает нескольких десятков тысяч долларов, хотя прототипы стоили на порядок больше. Сравнительная дешевизна связана и с общим снижением цен на компьютерную технику. Тем более что новые системы не требуют больших компьютерных мощностей - они прекрасно «летают» на стандартной персоналке Pentium III/ 500 МГц.

По признанию самих разработчиков подобных систем, существующие симуляторы сравнительно примитивны. Они помогают отрепетировать лишь простейшие медицинские операции - главным образом, эндоскопию, катетеризацию, анестезию, наложение швов при огнестрельных ранах и т. п. Сымитировать реакции любого пациента с любыми, самыми многообразными и запущенными заболеваниями, а также предоставить возможность резать его вдоль и поперек не может пока ни один симулятор. Имитация полноценных тактильных ощущений остается делом технологически очень сложным. То, что чувствует практикующийся на симуляторе врач, можно назвать только более или менее удачным приближением к действительности. Нынешним системам удается лишь грубо сымитировать сопротивление тела движению медицинских инструментов. Незначительные различия в структуре и плотности человеческих тканей передать куда сложнее. По выражению одного из руководителей Immersion, ощущения от оперирования виртуальных пациентов отражают реальность в той же степени, в какой ее отражают мультипликационные фильмы.

Однако почва для создания более чувствительных систем подготавливается как разработчиками, так и врачами, которые собирают, с позволения сказать, «фактический материал» для моделирования виртуальных пациентов. Имеется в виду работа, подобная той, что проводилась в рамках американского Visible Human Project, начатого в середине 1990-х годов. Результаты этого проекта, к слову, использовали и специалисты Immersion, а его суть заключалась в том, что мужские и женские трупы буквально физически нарезались послойно миллиметр за миллиметром. Затем с помощью компьютерной и магнитно-резонансной томографии, а также обычных фотокамер делались снимки каждого сечения, после чего они оцифровывались (если изначально не были цифровыми) и вносились в базу данных. Уже создан огромный и постоянно пополняющийся массив визуальной и сопутствующей ей информации, необходимой для конструирования трехмерных моделей. От того, насколько разнообразными и правдоподобными будут эти модели, зависит развитие новой компьютерно-медицинской индустрии в целом. Продажи симуляторов постепенно растут, но сфера их применения пока ограничена в той же мере, в какой ограничены возможности. С другой стороны, перспективы открываются невероятные. Немного воображения, и можно представить следующую ситуацию. Опытный хирург-виртуоз проводит сложную операцию на сердце или мозге виртуального пациента. Все действия и ощущения врача, равно как и реакции «больного», фиксируются и заносятся в базу данных. Полученную запись воспроизводит хирург-новичок, копируя действия инструктора, фактически влезая в его шкуру, испытывая те же ощущения при манипуляциях скальпелем. Эффективность такого обучения, надо думать, несопоставима с существующими практиками. Перефразируя известную пословицу, можно сказать, что лучше один раз почувствовать, чем сто раз увидеть. Тем более что симуляторы дают возможность сделать это не единожды.

[i41546]