Ученые из МГТУ им Н.Э. Баумана создают первые отечественные очки дополненной реальности для медицинского применения. В частности, их смогут использовать хирурги. Разработка позволит визуализировать костные структуры и мягкие ткани, доброкачественные и злокачественные опухоли, что существенно снизит время проведения оперативного вмешательства и уменьшит риск осложнений. Сейчас в России нет собственных аппаратных решений в этой области, а практически все реализованные в области медицины проекты функционируют на зарубежных гарнитурах, рассказали «Известиям» разработчики. Однако ряд экспертов сомневаются, что технология сможет быстро дойти до массового использования в больницах.
Настроить оптику
Ученые из МГТУ имени Н.Э. Баумана представили собственную разработку — отечественный оптический модуль для системы дополненной реальности для нужд медицины, рассказали «Известиям» в Минобрнауки.
По словам авторов проекта, на сегодняшний день в РФ отсутствуют отечественные аппаратные решения в данной области, а практически все реализованные проекты работают на зарубежных гарнитурах. У них есть ряд недостатков, среди которых большая масса, невысокая яркость изображения и проблемы защиты персональных данных.
У отечественной системы здравоохранения есть запрос на создание собственной системы дополненной реальности, применяемой как во время хирургических операций, так и в процессе ее подготовки и планирования, а также для расширения возможностей телемедицины, сообщили «Известиям» в МГТУ им Н.Э. Баумана.
— Дополненная реальность позволяет на основе данных МРТ или КТ пациента построить трехмерную модель, визуализировать не только костные структуры, но и мягкие ткани, доброкачественные и злокачественные опухоли.
При наложении на операционное поле это помогает существенно снизить время проведения вмешательства, а соответственно и связанные с этим риски развития осложнений, — рассказал научный сотрудник лаборатории «Голография и волноводная оптика» Артем Соломашенко.
В вузе отметили, что занимаются разработкой собственной аппаратной платформы, начиная с методов расчета и технологии создания перспективных волноводных оптических элементов для AR до образования электронных блоков обработки и вывода виртуальной информации и пользовательского интерфейса управления устройством.
Сейчас разработан оптический модуль, который представляет собой «прозрачный» носимый на голове дисплей, формирующий виртуальные изображения и обеспечивающий высокие параметры качества изображения (рабочее поле до 45 градусов, разрешение 1920×1080 на каждый глаз, цветное изображение, яркость не менее 1000 кд/м2) отметил Артем Соломашенко.
Шаг в медицину будущего
Основной оптический элемент такой системы — волновод, толщина которого составляет всего несколько миллиметров, а дальнейшая миниатюризация процессорных модулей и микродисплеев позволит в перспективе делать устройства в форм-факторе обычных очков.
Сейчас лаборатория работает над созданием самостоятельного образца системы дополненной реальности для хирурга, которая будет способна реализовать сценарий работы с выводом объемных моделей при проведении операции.
Очки или иные устройства дополненной реальности выглядят весьма перспективным проектом в тех сферах, где людям приходится оперативно принимать сложные решения, требующие учета множества факторов, к примеру, пилотам самолетов, водителям мотоциклов или хирургам, отметил заведующий лабораторией анализа показателей здоровья населения и цифровизации здравоохранения МФТИ Станислав Отставнов.
— Выглядит разумным предположение, что подобные решения со временем всё интенсивнее будут проникать в хирургическую практику. Здесь ключевые вопросы: как скоро можно будет получить именно реальный продукт, а не просто элементы и узлы отрабатываемой технологии. Врачу важны не технологические аспекты устройств, а возможности, привносимые устройствами, и удобство их применения. Также интересует клиническая и экономическая эффективность и готовность инфраструктуры учреждений здравоохранения к подобным инновациям, — сказал эксперт.
Один из важнейших аспектов — использование таких технологий в диагностике, отметил «Известиям» эксперт Центра компетенций НТИ «Фотоника», доктор физико-математических наук Виктор Криштоп. Оптические методы, такие как лазерная визуализация, спектроскопия и оптическая когерентная томография, позволяют выявлять заболевания на ранних стадиях, когда эффективность лечения максимальна.
— Эти методы отличаются высокой точностью, неинвазивностью и безопасностью для пациента. Не стоит забывать и о применении лазерных технологий при хирургических операциях, которые уже повсеместно используются. На сегодняшний день не раскрыт весь потенциал технологий фотоники в медицине, в том числе, что касается различных инструментов дополненной и виртуальной реальности. Поэтому этот оптический модуль — это серьезный шаг в медицину будущего, — сказал он.
Как подчеркнули разработчики, технология может найти свое применение и в других сферах, например в авиации (системе отображения информации для пилотов), строительстве (например, для визуализации объектов с их привязкой к местности или визуализации коммуникаций внутри здания), обучении.
Представленный проект, несомненно, нужен медикам, считает директор Института биологии и биомедицины ННГУ имени Лобачевского Мария Ведунова.
— Но вероятность того, что она дойдет до конкретных хирургов в ближайшей перспективе, крайне мала, — подчеркнула специалист.
Работа выполняется в рамках программы «Приоритет-2030» трека «Фотоника» стратегического проекта Bauman DeepTech.