Виртуальная хирургия: как технологии улучшают медицинское образование

Как VR-технологии позволяют снизить стресс у студентов медицинских вузов? И могут ли они стать полноценной заменой работе с настоящими телами людей? Об этом, а также об опыте нескольких вузов по созданию цифровых университетов и сеансе психотерапии в шлеме виртуальной реальности — в репортаже InScience.News с экспертной дискуссии в Университете Иннополис.Андрей Ветлужский, руководитель Центра медицинских информационных систем и технологий Института электронного медицинского образования Сеченовского университета, рассказал о месте массовых открытых онлайн-курсов (МООК) в формировании цифровых компетенций. Этот формат в Сеченовском университете, по его словам, живой и постоянно развивающийся. Лучшие практики из создания МООК в итоге перетекают в новые форматы. Всего сейчас на курсах Сеченовского университета обучается более 120 тысяч студентов. И хотя, полагает Ветлужский, в закрытых курсах теряется массовость, тем не менее то, как методически и технически реализуется курс, дает право поставить знак равенства между ними и МООК. Следует понимать, что МООК — это лишь небольшая часть того контент-пространства, в котором находятся студенты и преподаватели. Другие варианты, которые сейчас осваивает университет: подкасты, лонгриды и адаптивные курсы. Помимо курсов, практически университеты занимаются оцифровкой видеолекций и семинаров. Курс по сквозным цифровым технологиям в здравоохранении для врачей, студентов и преподавателей был создан в довольно сжатые сроки, всего за пару месяцев, рассказал Ветлужский. Он состоит из четырех больших модулей, а главная его цель — не только дать студентам понимание того, какие технологии существуют, но и научиться использовать их в практике. Среди рассмотренных вопросов — использование цифровых технологий для поддержки врачебных решений, законодательная база этих систем, большие данные в медицине и персонализированной фармацевтике и так далее. Выступающий участвовал в разработке курса, и одна из деталей, которую он выделил, — наличие лектора в кадре. Такой элемент коммуникации делает обучение гораздо приятнее, чем просто «говорящие слайды».Станислав Грибков, руководитель отдела виртуальной и дополненной реальности Сеченовского университета, рассказал на примере кейсов об опыте вуза. Прежде всего, это модель виртуальной дополненной реальности лица для тренировки хирургического лечения паротитов. На лице в режиме обучения показаны места, где можно и где нельзя делать разрез, а также послойная структура тканей лица. С помощью шлема виртуальной реальности студенты могут отрабатывать последовательность действий и тренировать свое клиническое мышление. Каждый модуль имеет пятибалльную шкалу оценивания. Конечно, мануальные навыки можно развить лишь на живых объектах. И цифровой двойник сердечно-сосудистой системы позволяет в разрезе показать состояние системы и смоделировать возникновение почти любых ее состояний. Другой проект — VR-хирургия. В этом модуле в режиме демонстрации показывается правильная последовательность действий — в основе моделей лежат видео с реальных операций. В режиме проверки знаний обучающийся должен в правильной последовательности отобрать лежащие на столе инструменты, а система автоматически оценит его действия. Четвертый модуль, о котором рассказал Грибков, имитирует реальное фармацевтическое производство. В жизни это довольно закрытая среда, но с помощью виртуальной реальности студенты получают возможность самостоятельно выстроить производственную линию. Все эти модули позволяют студенту собрать воедино знания, отрепетировать последовательность действий и заглянуть в процессы, которые обычно закрыты для него, — сложные операции, фармпроизводство и т. д. В университете существует и система по контролю за тем, как часто и на какое время студент заходил в виртуальную реальность, какие оценки получал и пр. Но окончательную оценку учащиеся получают лишь у реального преподавателя, а те, кому виртуальная реальность противопоказана, не обязаны ее использовать. В планах университета — создание реальной системы на основе больших данных, которая будет поддерживать врачебные решения постоянно. А также — создание виртуальной лаборатории, которая будет пересекаться с другими VR-модулями университета. Юрий Васильев, профессор кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии Сеченовского университета, рассказал об интеграции цифровых методов при обучении хирургии. Хотя интеграция цифровых процессов в обучение медицине часто воспринимается тяжело, оно предоставляет беспрецедентные возможности. Это подтверждают запущенные недавно исследования по выживаемости знаний и психоэмоциональному состоянию обучающихся. Интерес к таким технологиям растет каждый год: число публикаций по этой теме умножается почти линейно. Конечно, VR-хирургия не заменит золотого стандарта хирургии — диссекции, то есть реального вскрытия. Только так студент может почувствовать вес скальпеля, тургор тканей. Но VR позволяет многократно тренировать один и тот же навык, набивать руку, учиться избегать распространенных ошибок. Конечно, трупы, на которых могут тренироваться студенты, никому не пожалуются, но все же и их запас ограничен, бесконечно тренироваться не получится. Вдобавок студент может своей некорректной деятельностью повредить или уничтожить какую-то часть ценного анатомического объекта. К примеру, модель лица, о которой говорил Станислав Грибков. Не так уж много в распоряжении у университетов настоящих лиц с гнойным паротитом, на которых может потренироваться студент. А во время пандемии доступа к трупам не было вообще. Еще один подход — воссоздание тканей из 3D-материалов, но опять же — они тоже конечны, они стоят денег. Из-за этого растет стресс у студентов, ухудшаются их показатели при обучении. Хотя ошибки нормальны и неизбежны, отметил Васильев, за них не нужно бить по рукам. Татьяна Петерс, заведующая отделением неврологии Медицинского научно-образовательного центра МГУ им. М.В. Ломоносова, рассказала о важности развития цифровых компетенций в организации лечебно-учебного процесса неврологов. IT-технологии прочно вошли в рутинную работу врача: пациент приходит с диском, на который записаны снимки МРТ, у каждого есть электронная медкарта, существует онлайн-мониторинг пациентов, а пандемия подстегнула развитие этих технологий. В том числе и онлайн-обучения врачей. Виртуальная реальность становится все популярнее для когнитивного восстановления неврологических пациентов. Традиционные методы — это выполнение заданий на листе бумаги. При этом у пациентов нет мотивации. Решить эту проблему с помощью игрового процесса может VR. Помимо когнитивной функции, VR можно использовать в двигательной реабилитации, обучении манипуляции предметами. Исследование центра неврологии на 15 пациентах в МГУ позволило разработать протокол по изучению динамики когнитивных функций до и после тренировок, а также дополнить технологии, исходя из отзывов пациентов и врачей. Оценивались также и уровни тревоги и депрессии. В тренировки входили упражнения по запоминанию лиц, слов и чисел, а также на скорость реакции. У пациентов ученые не наблюдали повышения уровня депрессии, напротив, он снижался. Обнаружились и тенденции к улучшению когнитивных функций. Учитывая другие преимущества таких тренировок — активное вовлечение пациента, возможность моделирования разнообразных ситуаций и пространств, отсутствие отвлекающих факторов и гибкость технологий, — VR-шлем может стать в будущем обязательным при восстановлении неврологических пациентов. Дмитрий Петелин, ассистент кафедры психиатрии и психосоматики Института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского, рассказал о том, как VR-технологии позволяют сделать психотерапию иммерсивной. Переключение внимания с окружающей среды на виртуальный образ повышает эффективность психотерапии. Этот прием используется и в традиционной терапии, но занимает больше времени. VR-технологии могут сделать психотерапию доступнее для массового пациента, особенно в случае телесных техник. Фактически лайт-версию сеанса можно будет провести без психотерапевта: релаксационные техники, например, неплохо автоматизируются. Из заболеваний Петелин выделил социальные фобии, тревожные расстройства, расстройства настроений (депрессия и т. д.), зависимости от психоактивных веществ и когнитивные нарушения. Определенное применение VR находит не только в лечении, но и в диагностике. К примеру, в случае тревожных расстройств есть два подхода: релаксационная терапия и экспозиционная. Последняя связана с представлением пациенту тех стимулов, которых он боится: пауков, высоты и тому подобного. Это безопаснее, чем столкновение с реальными фобиями. Вдобавок терапию можно мгновенно прекратить. Релаксационная терапия — это выход для пациентов, у которых нет конкретного триггера тревоги. Она показала эффективность и в работе с депрессией. Что касается зависимостей, то VR полезен здесь и на этапе диагностики: человеку демонстрируют различные объекты, одновременно замеряя вегетативные признаки, например пульс. Развитием системы иммерсивной терапии занимаются в коллаборации несколько институтов: Склифосовского, Университетская клиническая больница Первого МГМУ и Сеченовский университет. В пилотном режиме некоторые техники уже опробованы на пациентах, одна из задач — разработка методик для русскоязычных пациентов, так как большинство технологий пришли с запада и не были локализованы. Эта система имеет и возможность коммерческой реализации в частных клиниках. Иммерсивная и автоматизированная психотерапия приобретает особенно большое значение сейчас, когда множество людей страдают от постковидного синдрома, включающего не только астению, но и тревожные расстройства.Денис Зуев, проректор по цифровой трансформации Казанского государственного медицинского университета, рассказал об опыте вуза в построении цифрового университета. В Казани, где обучается более 6 тысяч студентов, важна система сбора и анализа данных. Для этого в КГМУ используют 1С Университет, причем здесь его стали применять уже довольно давно. 1498 курсов расположены на платформе LMS Moodle, а начал этот путь университет уже 7–8 лет назад. Одна из тенденций, которую отмечает Зуев, — использование студентами не каких-то учебных классов, а собственных мобильных устройств. Среди проблем — переход на отечественное программное обеспечение, которое часто стоит дороже зарубежного, устаревание техники и невозможность ее оперативной замены, недостаточные цифровые компетенции сотрудников университетов и отсутствие цифровых тренажеров для обучения медицинским специальностям с набором тестовых данных. Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.