کاربرد واقعیت افزوده در پزشکی چیست؟

امروزه فناوری واقعیت افزوده (Augmented Reality یا AR) به سرعت در حال تغییر نحوه تعامل ما با اطلاعات و محیط اطراف است. این فناوری که با ترکیب عناصر مجازی با دنیای واقعی، تجربیات غنی و نوآورانه‌ای را فراهم می‌کند، به ویژه در حوزه پزشکی کاربردهای فراوان و نوینی یافته است. در ادامه، به بررسی جامع کاربردهای واقعیت افزوده در پزشکی از دیدگاه یک متخصص فناوری واقعیت افزوده و یک پزشک سرشناس می‌پردازیم.

تعریف و تاریخچه واقعیت افزوده

واقعیت افزوده به معنای افزودن لایه‌های اطلاعات دیجیتال به دنیای واقعی از طریق دستگاه‌های هوشمند مانند عینک‌های هوشمند، تبلت و گوشی‌های هوشمند است. برخلاف واقعیت مجازی که محیط کامل دیجیتال را ایجاد می‌کند، واقعیت افزوده بر بهبود و تقویت تجربیات واقعی با افزودن داده‌های تعاملی تمرکز دارد.

تاریخچه این فناوری به چند دهه قبل بازمی‌گردد؛ از ابتدای کاربردهای اولیه در صنعت بازی و سرگرمی، تا ورود آن به حوزه‌های صنعتی و پزشکی. امروزه، تحقیقات و توسعه در این زمینه توسط شرکت‌های بزرگ فناوری و مراکز علمی پیشرفته به شدت ادامه دارد تا بتواند کاربردهای گسترده‌تری را در حوزه‌های مختلف ایجاد کند.

کاربردهای واقعیت افزوده در پزشکی چیست؟

در ادامه به بررسی دقیق تری از کاربردهای واقعیت افزوده می پردازیم:

۱. جراحی و برنامه‌ریزی قبل از عمل

یکی از مهم‌ترین کاربردهای واقعیت افزوده در پزشکی، کمک به جراحان در طول عمل‌های جراحی است. با استفاده از واقعیت افزوده، تصاویر رادیولوژی و اطلاعات تشخیصی مانند CT و MRI به صورت سه‌بعدی بر روی بدن بیمار نمایش داده می‌شود. این فناوری امکان مشاهده دقیق محل قرارگیری ساختارهای حیاتی، عروق و بافت‌ها را فراهم می‌آورد که در نتیجه دقت جراحی افزایش یافته و خطر عوارض جانبی کاهش می‌یابد.

به عنوان مثال، در جراحی‌های مغز و اعصاب، واقعیت افزوده می‌تواند مسیر دقیق عروق خونی و مناطق حساس را به جراح نمایش دهد. این اطلاعات به جراح کمک می‌کند تا در حین عمل از آسیب به بخش‌های حیاتی جلوگیری کند. همچنین، در جراحی‌های اورولوژی و ارتوپدی، استفاده از واقعیت افزوده در هدایت ابزارهای جراحی ، نقش موثری در کاهش زمان عمل و بهبود نتایج درمانی ایفا می‌کند.

۲. آموزش و تمرین‌های پزشکی به کمک واقعیت افزوده

آموزش پزشکی یکی از حوزه‌هایی است که بهره‌گیری از فناوری واقعیت افزوده در آن تحول عظیمی ایجاد کرده است. دانشجویان پزشکی و پزشکان جوان می‌توانند با استفاده از محیط‌های شبیه‌سازی شده، مهارت‌های عملی خود را بدون نیاز به حضور بیمار واقعی ارتقاء دهند. این شبیه‌سازی‌ها شامل تمرین‌های جراحی، ارزیابی‌های تشخیصی و حتی ارتباط با بیمار در شرایط اضطراری می‌شود.

با استفاده از واقعیت افزوده، امکان شبیه‌سازی موارد پیچیده پزشکی به صورت تعاملی فراهم شده است. به عنوان مثال، دانشجویان می‌توانند با مشاهده مدل‌های سه‌بعدی آناتومی بدن، جزئیات ریز ساختارها را بهتر درک کرده و درک عمیق‌تری از فرآیندهای فیزیولوژیک به دست آورند. این امر منجر به افزایش کیفیت آموزش و آمادگی بالای پزشکان در مواجهه با شرایط واقعی می‌شود.

۳. تشخیص و درمان‌های تصویربرداری محور

فناوری واقعیت افزوده در پزشکی توانسته است در حوزه تشخیص و تصویربرداری پزشکی نقشی کلیدی ایفا کند. پزشکان با استفاده از واقعیت افزوده قادرند تصاویر دیجیتال را در کنار تصاویر واقعی بیمار مشاهده کنند. این امر باعث می‌شود تا تشخیص دقیق‌تر و سریع‌تری صورت گیرد. به عنوان مثال، در تصویربرداری رادیولوژی، ترکیب تصاویر CT یا MRI با نمای واقعی بیمار می‌تواند اطلاعات بیشتری از محل دقیق توده‌ها یا ناهنجاری‌ها به دست دهد.

همچنین، در زمینه‌های دندانپزشکی و جراحی‌های کوچک، واقعیت افزوده امکان نمایش نقشه‌های دقیق از ساختار دندانی یا استخوانی را فراهم می‌کند. این تصاویر تعاملی به پزشکان کمک می‌کند تا طرح درمانی بهتری ارائه دهند و فرآیند درمان را به صورت هدفمندتر پیش ببرند.

۴. توانبخشی و بازیابی بیماران

در حوزه توانبخشی، واقعیت افزوده به عنوان یک ابزار قدرتمند برای بهبود فرآیند بازیابی بیماران مورد استفاده قرار گرفته است. بیماران پس از عمل جراحی یا آسیب‌های عصبی می‌توانند با استفاده از برنامه‌های مبتنی بر واقعیت افزوده تمرین‌های فیزیوتراپی را به صورت تعاملی انجام دهند. این برنامه‌ها با نمایش گرافیک‌های سه‌بعدی و ارائه بازخورد لحظه‌ای، انگیزه بیماران را برای انجام تمرینات افزایش می‌دهند و روند بهبودی را تسریع می‌کنند.

برای مثال، در توانبخشی بیماران سکته مغزی، استفاده از واقعیت افزوده می‌تواند به بازتوانی عملکردهای حرکتی و شناختی کمک شایانی کند. بیماران می‌توانند با شرکت در بازی‌های تعاملی که بر مبنای تمرین‌های فیزیکی طراحی شده‌اند، علاوه بر سرگرمی، به بهبود مهارت‌های حرکتی و هماهنگی دست یابند.

۵. مشاوره‌های از راه دور و تله‌مدیسین

با گسترش فناوری‌های ارتباطی، امکان ارائه خدمات پزشکی از راه دور (Telemedicine) نیز به کمک واقعیت افزوده فراهم آمده است. پزشکان می‌توانند از طریق سیستم‌های واقعیت افزوده به بیماران مشاوره‌های دقیق‌تری ارائه دهند. برای نمونه، در مواقع اورژانسی یا در مناطق دورافتاده که دسترسی به متخصصان محدود است، استفاده از فناوری واقعیت افزوده به پزشکان اجازه می‌دهد تا اطلاعات تصویری و داده‌های بالینی بیمار را به صورت همزمان دریافت کرده و راهنمایی‌های لازم را ارائه دهند.

این کاربرد به خصوص در دوران پاندمی و شرایط بحرانی که نیاز به کاهش تماس مستقیم افزایش یافته، اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است. ارائه خدمات پزشکی از راه دور با استفاده از واقعیت افزوده موجب می‌شود تا فاصله جغرافیایی مانعی برای دریافت خدمات پزشکی نباشد و بیماران بتوانند از تخصص پزشکان در هر نقطه از جهان بهره‌مند شوند.

فناوری‌های مورد استفاده در واقعیت افزوده در پزشکی

برای به کارگیری موفق فناوری واقعیت افزوده در پزشکی، ترکیبی از نرم‌افزارها و سخت‌افزارهای پیشرفته مورد نیاز است. برخی از این فناوری‌ها عبارتند از

• عینک‌های هوشمند و هدست‌های واقعیت افزوده : دستگاه‌هایی مانند Microsoft HoloLens و Magic Leap از جمله ابزارهایی هستند که به پزشکان اجازه می‌دهند اطلاعات دیجیتال را به صورت مستقیم بر روی محیط واقعی مشاهده کنند.
• سیستم‌های تصویربرداری پیشرفته: فناوری‌های تصویربرداری مانند CT، MRI و سونوگرافی با واقعیت افزوده ترکیب شده و تصاویر سه‌بعدی دقیق از ساختارهای درون بدن ارائه می‌دهند.
• نرم‌افزارهای تحلیل داده و هوش مصنوعی: الگوریتم‌های یادگیری ماشین و هوش مصنوعی نقش مهمی در تحلیل و تفسیر تصاویر پزشکی دارند. این نرم‌افزارها با تجزیه و تحلیل داده‌های تصویری، به پزشکان در تشخیص بیماری‌ها و برنامه‌ریزی درمان کمک می‌کنند.
• شبکه‌های ارتباطی با سرعت بالا: انتقال بلادرنگ اطلاعات میان بیمار و پزشک از طریق اینترنت پرسرعت، یکی دیگر از عوامل موفقیت در استفاده از AR در پزشکی محسوب می‌شود.

مزایا و فواید کاربرد واقعیت افزوده در پزشکی

۱. افزایش دقت و کاهش خطاهای پزشکی

با استفاده از واقعیت افزوده، پزشکان می‌توانند به اطلاعات دقیق‌تری از آناتومی بیمار دست یابند. این امر به ویژه در جراحی‌های پیچیده و حساس بسیار حیاتی است. نمایش تصاویر سه‌بعدی و نقشه‌های دقیق از ساختارهای داخلی بدن، احتمال خطا و آسیب به بافت‌های سالم را کاهش می‌دهد و در نتیجه نتایج درمانی بهبود می‌یابد.

۲. بهبود کیفیت آموزش پزشکی

استفاده از واقعیت افزوده در آموزش پزشکی، فرصت‌های یادگیری تعاملی و عملی را به دانشجویان ارائه می‌دهد. شبیه‌سازی‌های واقعیت افزوده به دانشجویان امکان می‌دهد تا بدون ریسک و با تکرار، مهارت‌های جراحی و تشخیصی خود را بهبود بخشند. این امر موجب ارتقای سطح آموزشی و آماده‌سازی بهتر پزشکان برای مواجهه با چالش‌های واقعی می‌شود.

۳. تسهیل تشخیص‌های سریع و دقیق

ترکیب اطلاعات تصویری با داده‌های بالینی در زمان واقعی، پزشکان را در تشخیص سریع‌تر بیماری‌ها یاری می‌کند. این قابلیت به ویژه در موارد اورژانسی که زمان از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، بسیار ارزشمند است. تشخیص به موقع می‌تواند روند درمان را بهبود بخشد و از عوارض جدی جلوگیری کند.

۴. ارتقای تجربه بیمار

با استفاده از واقعیت افزوده، بیماران نیز می‌توانند درک بهتری از وضعیت پزشکی خود داشته باشند. نمایش تصاویر و اطلاعات مرتبط به زبان ساده، موجب افزایش رضایت بیماران و مشارکت آن‌ها در تصمیم‌گیری‌های درمانی می‌شود. از طرفی، ارائه خدمات پزشکی از راه دور با استفاده از واقعیت افزوده به بیماران در مناطق دورافتاده امکان دسترسی به تخصص‌های پزشکی را می‌دهد.

۵. کاهش هزینه‌ها و زمان‌بری

با بهبود دقت تشخیص و کاهش خطاهای احتمالی کاهش می‌یابد. در همین خصوص هزینه های ناشی از خطا های انسانی کاهش پیدا میکند و در نتیجه راضیت مندی  و درصد حل مشکل بیمار بالا خواهد رفت همچنین، زمان لازم برای انجام جراحی‌ها و فرآیندهای تشخیصی کوتاه‌تر شده و در نتیجه بهره‌وری سیستم‌های درمانی افزایش می‌یابد.

چالش‌ها و محدودیت‌های استفاده از واقعیت افزوده در پزشکی

هزینه‌های اولیه بالا: تهیه و نگهداری تجهیزات پیشرفته واقعیت افزوده می‌تواند هزینه‌بر باشد و نیاز به سرمایه‌گذاری‌های کلان دارد.

نیاز به آموزش و مهارت‌های فنی: استفاده صحیح از این فناوری نیازمند آموزش‌های تخصصی برای پزشکان و کارکنان درمانی است. عدم آشنایی کافی می‌تواند مانعی برای بهره‌گیری بهینه از این فناوری باشد.

مسائل امنیتی و حریم خصوصی: انتقال اطلاعات حساس پزشکی از طریق شبکه‌های دیجیتال می‌تواند نگرانی‌هایی در زمینه امنیت داده‌ها ایجاد کند. تضمین حریم خصوصی بیماران و رعایت استانداردهای امنیتی از مهم‌ترین الزامات است.

یکپارچگی سیستم‌ها: تلفیق فناوری‌های مختلف مانند تصویربرداری پزشکی، هوش مصنوعی و واقعیت افزوده نیازمند یکپارچگی سیستم‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری پیشرفته است. عدم هماهنگی میان این سیستم‌ها ممکن است به کاهش کارایی منجر شود.

محدودیت‌های فنی و زیرساختی: در برخی مناطق، عدم دسترسی به اینترنت پرسرعت یا زیرساخت‌های مناسب می‌تواند مانعی برای استفاده بهینه از فناوری واقعیت افزوده در پزشکی ایجاد کند.

چشم‌انداز و آینده واقعیت افزوده در پزشکی

با پیشرفت روزافزون فناوری‌های نوین، انتظار می‌رود که کاربردهای واقعیت افزوده در پزشکی به تدریج گسترده‌تر شده و تحولی اساسی در ارائه خدمات درمانی ایجاد شود. برخی از روندهای آتی شامل موارد زیر است:

ادغام بیشتر با هوش مصنوعی: تلفیق فناوری‌های AR با الگوریتم‌های پیشرفته یادگیری ماشین می‌تواند توانایی تشخیص و پیش‌بینی بیماری‌ها را افزایش دهد. این ترکیب می‌تواند به بهبود دقت تشخیص و سفارشی‌سازی طرح‌های درمانی منجر شود.

گسترش تله‌مدیسین: با بهبود زیرساخت‌های ارتباطی و اینترنت پرسرعت، خدمات پزشکی از راه دور با استفاده از واقعیت افزوده به بخش گسترده‌تری از جمعیت دسترسی پیدا خواهد کرد. این امر به ویژه در مناطق کم‌درآمد و دورافتاده اهمیت ویژه‌ای خواهد یافت.

افزایش کاربرد در جراحی‌های رباتیک: تلفیق AR با ربات‌های جراحی می‌تواند دقت و کنترل در طول عمل‌های جراحی را به حدی بالا ببرد که در آینده جراحی‌های بسیار پیچیده‌تر با حداقل خطا امکان‌پذیر گردد.

پیشرفت در توانبخشی دیجیتال: توسعه نرم‌افزارهای تعاملی و بازی‌های مبتنی بر AR می‌تواند روند توانبخشی بیماران را تسریع کند و انگیزه آن‌ها را برای مشارکت فعال در برنامه‌های درمانی افزایش دهد.

ایجاد محیط‌های آموزشی مجازی: دانشگاه‌ها و مراکز آموزش پزشکی می‌توانند با بهره‌گیری از واقعیت افزوده، محیط‌های آموزشی مجازی و تعاملی ایجاد کرده و به دانشجویان امکان دسترسی به تجربیات بالینی شبیه‌سازی شده را بدهند.

سوبلز در این بین!

تیم سوبلز پیشرو در تکنولوژی واقعیت افزوده AR و MR در رشته های مختلف برای انجام پروژه های مختص به این فناوری در کنار شماست.