Инновационная технология виртуальной реальности в медицине

Виртуальная реальность – это генерируемая с помощью компьютера трехмерная среда, с которой пользователь может взаимодействовать, полностью или частично в неё погружаясь.

VR позволяет практически полностью имитировать воздействие окружающей виртуальной действительности на человека.

Виртуальная реальность используется не только для игр и развлечений. Данная инновация нашла себе применение в медицине, в том числе и в лечении страхов. Ментальные заболевания и фобии ограничивают повседневную жизнь и отрицательно сказываются на ней в различных ситуациях. В основном люди верят в психологическое лечение, которое помогает справиться со своими страхами. В течение многих лет люди отдавали предпочтение популярной форме лечения – экспозиционной терапии. В ней терапевт подвергает пациента воздействию различных факторов, связанных с его страхами в неконтролируемой среде. Во многих случаях пациент учился справляться с тревогами через многократное воздействие с участием поддержки от терапевта.

Экспозиционная терапия отнимает много времени. Недостаток в том, что это дорого и неудобно. Кроме того, такая терапия может нарушить конфиденциальность пациента. Например, для лечения аэрофобии нужно посетить аэропорт. В конце концов терапевт и обладатель фобии садятся в самолет и отправляются в пункт назначения. Поскольку это происходит в общественном месте, конфиденциальность пациента находится под угрозой.

Существуют альтернативные методы, например, метод виртуальной реальности. Данный вид лечения использует аппаратуру виртуальной реальности для имитации различных обстоятельств, которые вызывают тревогу у пациентов с фобиями. VR-терапия имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционным лечением. Например, при VR- терапии врачам не нужно покидать свои офисы, а планирование лечения становится проще. Этот способ довольно дешевый при длительной терапии. Поскольку пациенты могут проходить такую терапию непосредственно в офисе, вопрос конфиденциальности больше не является проблемой.

Виртуальная реальность применяется в самых различных отраслях медицины, которые представлены на рис. 1.

Рис.1. Области применения виртуальной реальности

Виртуальная реальность, как и многие другие инновации, обладает рядом достоинств и недостатков (рис. 2).

Рис. 2. Достоинства и недостатки VR

Есть множество фирм-производителей очков виртуальной реальности, которые используют в медицине. Сравним по методу Саати и выберем наиболее оптимальный вариант использования виртуальных очков в медицине.

Для данной работы выделили критерии, обуславливающие достижение цели:

1. Цена
2. Угол обзора
3. Дополнительные функции (сенсоры)
4. Точность отслеживания движения
5. Качество
6. Зависимость
7. Емкость батареи
8. Рейтинг по количеству преимуществ и недостатков

И возьмём следующие модели виртуальных очков от разных производителей:

• Samsung Gear VR with controller (SM-R325)
• VR-очки Google Daydream View
• Oculus Go
• PlayStation VR
• Homido VR
• Очки виртуальной реальности Merge VR Goggles
• Carl Zeiss VR One Plus
• Lenovo Explorer

Фактические значения параметров, сравниваемых представлены в табл. 1

Таблица 1. Фактические значения параметров моделей 

В табл. 2 представлены показатели нормирования для всех типов критерий.

Таблица 2. Сводная таблица нормирований

Согласно алгоритму проведения сравнительного анализа, методом анализа иерархий построим матрицу попарных сравнений критериев (табл. 3).

Таблица 3. Матрица попарных сравнений критериев 

Таблица 4. Деление элементов на сумму соответствующего столбца

Находим взвешенную сумму для каждого типа, путём суммирования произведений нормированных значений критериев по каждому варианту на «веса» характеристики по формуле 1

∑_а=〖=f(a)×w(a)〗+f(a_2 )×w(a_2 )+...f(a_n )×w(a_n ) , (1)
где f(a) – нормированное значение критериев, а w(a) –веса критериев. ∑1=0,25;
∑2=0,1467
∑3=0,1955
∑4=0,1946
∑5=0,1958
∑6=0,025
∑7=0,0704
∑8=0,029

В результате проведения сравнения методом анализа иерархий было установлено, что наиболее оптимальным вариантом среди них является Samsung Gear VR with controller (SM- R325) – эта модель наиболее подходит для использования в медицине, основные характеристики выделяются среди других моделей и подходят для лечения.

Несмотря на то, что виртуальная реальность только недавно начала внедряться в медицину, она получила широкое использование и позволила разработать новые многофункциональные методы лечения и тренировок. Стало известно, что виртуальная реальность приобрела особое значение в направлении реабилитационных технологий, в том числе при работе с двигательными, сенсорными, а также – функциональными нарушениями при различных неврологических заболеваниях. Стоит также отметить, что, являясь одним из высокотехнологических методов, VR обладает как преимуществами, так и недостатками в сравнении с традиционными методами физической реабилитации.

Библиографический список

1. Афанасьев В.О. Развитие модели формирования бинокулярного изображения виртуальной 3 D -среды. - Программные продукты и системы. Гл. ред. м.- нар. Журнала «Проблемы теории и практики управления», Тверь, 4, 2004. — с.25-30.
2. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. - М., 2012. — 113с.
3. Колин К.К. Социальная информатика: Учебное пособие для вузов. - М.: Академический Проект, 2013. — 301 с. 4. Виртуальная реальность в медицине, 2015. https://habr.com/ru/post/376725/

Источник:
Воронежский государственный технический университет
Научный журнал «Инновации, технологии, бизнес»
Авторы: Д.В. Сысоева, А.В. Разуваева, А.Ю. Глотова