Применение технологий виртуальной реальности в медицине для обезболивания

Application of virtual reality technologies in medicine for anesthesia

Автор: Галюченко Данил Игоревич

ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны РФ, Санкт-Петербург, Россия

e-mail: danil_galyuchenk@mail.ru

Galyuchenko Danil Igorevich

Military Medical Academy named after S. M. Kirov of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Saint-Petersburg, Russia

e-mail: danil_galyuchenk@mail.ru

Аннотация: Технология виртуальной реальности (VR) получила стремительное развитие за последнее десятилетие. Доступность недорогих устройств VR расширяет использование VR во многих секторах. VR используется в качестве платформы для обучения, развлечений и медицинской профессии. В медицинской профессии VR используется во многих аспектах, начиная от медицинского образования, подготовки медицинских работников, медицинского вмешательства и заканчивая реабилитацией. Цель данного обзора - изучить потенциальное применение VR для обезболивания.

Abstract: Virtual Reality (VR) technology is developing rapidly in the last decade. The availability of affordable VR devices increases the use of VR in many sectors. VR is used as a platform for learning, entertainment, and medical profession. In the medical profession, VR is used in many aspects, ranging from medical education, training healthcare providers, medical intervention, and rehabilitation. This review aims to explore the potential application of VR in pain management.

Ключевые слова: Медицина, терапия, контроль заболеваний, дополнительные методы лечения.

Keywords: Medicine, Therapeutics, Disease Management, Complementary Therapies.

Тематическая рубрика: Медицина и психология.

Актуальность. Появление доступных устройств виртуальной реальности способствует использованию технологий на основе виртуальной реальности для обезболивания.

Цель работы – изучить возможность и актуальность применения технологий виртуальной реальности для обезболивания.  

Введение. Система виртуальной реальности (VR) — это система, состоящая из различных устройств вывода, которые обеспечивают сенсорную стимуляцию, устройств ввода, которые отслеживают действия пользователя, и компьютера, который обрабатывает входные и выходные данные. VR обеспечивает псевдотрехмерную среду, которая дает опыт погружения через мультисенсорные устройства и возможность прямого взаимодействия. Используемые устройства могут быть простыми: от мониторов, компьютерных мышей и клавиатур, до устройств полного погружения, таких как сенсорные перчатки и дисплеи, установленные на голове.  

С начала своего развития в 1990 году VR применяется в различных областях. Архитекторы используют VR для создания виртуальных зданий для анализа перед строительством. В промышленном секторе VR используется на различных этапах производства. В индустрии проектирования VR используется для планирования и создания прототипов продуктов. С точки зрения менеджмента, VR используется для планирования процессов, моделирования и обучения персонала на производстве. В производственном процессе VR помогает процессам фрезерования, сборки и технического контроля. В последнее десятилетие сфера развлечений переживает бурный рост. Благодаря производству доступных по цене головных дисплеев, игровая индустрия, по оценкам, заработала $ 6,9 млрд прибыли на 2020 году и заработает $ 11,6 млрд к 2025 году.  

Кроме того, VR используется в медицинской профессии во многих аспектах, начиная от образования в сфере медицине и заканчивая наблюдением за пациентами и их лечением. Анатомия - одна из основных наук, изучаемых на ранних этапах медицинского образования. Она трудна для понимания и требует использования трупов и моделей в процессе обучения. 3D-программа анатомии, отображаемая в VR, может помочь студентам в изучении анатомических структур. Таким же образом ординаторы должны понимать различные анатомические деформации и методы хирургии. В сочетании с входными данными эта же программа была разработана, чтобы стать базой для обучения хирургии. Помимо образования, VR можно использовать для ведения пациентов, например, для уменьшения боли путем отвлечения внимания во время вмешательства и проведения поведенческой терапии дистанционно. Цель данного обзора - изучить потенциальное применение VR для обезболивания. 

Результаты. В результате поиска литературы была отобрана 2401 статья. После дедупликации были проверены заголовки и аннотации. Было установлено, что шесть статей соответствуют критериям включения и исключения.  

Лечение на основе VR используется при лечении хронической боли в нижней части спины. Пациент использует очки виртуальной реальности, затем выполняет движения в соответствии с инструкциями. Результаты показали, что у пациентов улучшилось качество жизни, значительно улучшились пять из восьми субшкал формы SF-36(P = 0,044). У тех же пациентов уменьшилась боль, улучшилась оценка боли по шкале NRS (P = 0,001). Это же лечение показало успехи при хронической боли в шее. Количество движения, вызывающих боль, уменьшилось после трех месяцев терапии(P<0,05).  

Отвлечение на основе VR может также уменьшить боль во время небольших операций. Во время процедуры пациент использует очки виртуальной реальности, в которых воспроизводится видео в формате 360 градусов в виде пейзажей и релаксационной музыки. Пациенты, которым вводился периневральный катетер, практически не нуждались во внутривенной седации. Она потребовалась только одному из семи пациентов, а боль, возникающая в результате процедуры, уменьшилась на время процедуры (P = 0,029).  

Отвлечение на основе VR также полезно для пациентов с острым компартментальным сидромом, подвергающихся открытой фасциотомии. Эта процедура используется у пациентов, уже имеющих непереносимость фентанила в контролируемой пациентом анальгезии из-за тошноты и угнетения дыхания. Недорогие устройства виртуальной реальности могут быть сопряжены со смартфонами, чтобы отвлекать внимание.  

При регулярном вмешательстве отвлечение на основе VR уменьшает боль у взрослых людей. Оценка боли после вмешательства значительно снизилась в использующей VR группе по сравнению с контрольной группой (P = 0,048). В сфере педиатрии отвлечение на основе VR не показало существенных различий по сравнению с контрольной группой (P = 0,23), однако удовлетворенность была выше.

Выводы. Результаты показали, что VR благотворно влияет на уменьшение боли. Обезболивание включает в себя методы отвлечения внимания пациента во время процедуры.  

Полученные результаты не противоречат результатам предыдущих исследований. Согласно гипотезе, при использовании метода мультисенсорного отвлечения внимание пациента будет отвлечено от возникающей боли. Отвлечение на основе VR помогает уменьшить боль пациента при том же количестве анальгезии или уменьшить использование анальгезии при том же уменьшении боли. Доступность недорогих устройств и возможность повторного использования делают VR недорогим ресурсом. Тот факт, что VR способен уменьшить количество используемых лекарств, может снизить стоимость медицинских услуг.  

Ограничения данного исследования заключаются в небольшом количестве выборки и различиях в выборках между исследованиями. Полученные результаты также не могут объяснить механизм обезболивания на основе VR. Для подтверждения результатов этих исследований необходимы исследования на основе более крупных выборок.

VR - это все еще постоянно развивающаяся технология. Заключение: Появление доступных устройств виртуальной реальности способствует использованию технологий на основе виртуальной реальности во многих областях. Использование VR для обезболивания варьируется от замены до дополнения существующей терапии. Небольшая цена и возможность многократного использования устройств VR могут снизить расходы на здравоохранение. Однако необходимо дальнейшее изучение.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1) Kim G. Designing virtual reality systems, the structured approach: The structured approach. London, England: Springer; 2005. doi:10.1007/978-1-84628-230-0.

2) Mazuryk T, Gervautz M. Virtual reality-history, applications, technology and future. 1999.

3) Mujber TS, Szecsi T, Hashmi MS. Virtual reality applications in manufacturing process simulation. J Mater Process Technol. 2004;155:1834-8. doi:10.1016/j.jmatprotec.2004.04.401. 

4) Ptukhin A, Serkov K, Khrushkov A, Bozhko E. Prospects and modern technologies in the development of VR/AR. In: 2018 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT). IEEE; 2018. doi:10.1109/USBEREIT.2018.8384578

5) Guttentag DA. Virtual reality: Applications and implications for tourism. Tour Manag. 2010;31(5):637-51. doi:10.1016/j.tourm an.2009.07.003.

6) Gigante MA. Virtual reality: Definitions, history and applications. In: Virtual Reality Systems. Elsevier; 1993, p. 3-14. doi:10.1016/B978-0-12-227748-1.50009-3. 

7) Weiss PL, Jessel AS. Virtual reality applications to work. Work. 1998;11(3):277-93. doi:10.3233/WOR-1998-11305. 

8) Moher D, Liberati A, Tetzlaff J, Altman DG, Prisma Group. Preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses: the PRISMA statement. PLoS Med. 2009;6(7): e1000097. doi:10.1371/journal.pmed.1000097. 

9) Alemanno F, Houdayer E, Emedoli D, Locatelli M, Mortini P, Mandelli C, et al. Efficacy of virtual reality to reduce chronic low back pain: Proof-of-concept of a non-pharmacological approach on pain, quality of life, neuropsychological and functional outcome. PloS One. 2019;14(5):e0216858. doi:10 .1371/journal.pone.0216858.

10) Esumi R, Yokochi A, Shimaoka M, Kawamoto E. Virtual reality as a non-pharmacologic analgesic for fasciotomy wound infections in acute compartment syndrome: a case report. J Med Case Rep. 2020;14(1):46. doi:10.1186/s13256-020-02370-4.