Latest News

לעצב ערים חכמות יותר – יותר מהנראה לעין: מציאות רבודה ביישומים רפואיים

ייתכן ששיגעון ה- Pokémon Go קצת דעך, אבל הותיר אחריו כמה רעיונות מרכזיים שכדאי לזכור: משתמשים הורידו את האפליקציה לנייד יותר מ -500 מיליון פעמים, ועד ששכך השיגעון, נהרו המוני אוהדים לקניונים, לאנדרטאות ואפילו לבתי קברות, כשהם מנסים ללכוד מפלצת כיס וירטואלית נדיר או לצבור נקודות התקדמות במשחק.

מה אנחנו יכולים ללמוד מכך? שהמציאות המרובדת (AR) מושכת משתמשים ומאפשרת להם לראות ולעשות את מה שלא יכלו לפני כן. המשחק החברתי, שמיזג עולמות פיזיים ווירטואליים, דחף את המציאות המרובדת להיות המובילה בחזית הטכנולוגיות בעלות הפוטנציאל להפוך לתעשיות. יתרה מכך, אנחנו יכולים להסיק מכך כיצד תעשיות שונות כמו רפואה יישמו את המציאות המרובדת על מנת להקל על הליכים וללמד אנשי מקצוע.

 מציאות מרובדת ביישומים רפואיים ויזואליזציה של הוורידים

דיקור ורידי, טכניקת דיקור הוריד לשם לקיחת דם או מתן זריקת תוך ורידית, הוא אחד מההליכים הרפואיים הנפוצים ביותר. אולם, ישנם מטופלים המציגים אתגרים נוספים, לדוגמא אנשים מבוגרים, קורבנות כוויות, אנשים המשתמשים בסמים ומטופלים העוברים טיפולים כימותרפיים. מתוך שלושה מיליון הליכי דיקור וריד המבוצעים מדי יום בארצות הברית, כ-30 אחוז דורשים מספר ניסיונות לפני מציאת וריד מתאים. מציאות מרובדת יכולה לעזור בכך.

Huntington, החברה הניו יורקית AccuVein, משתמשת בטכנולוגיית אינפרה – אדום לא פולשנית כדי לסרוק את אתר היעד ולהציג את מבנה הורידים שבבסיס. משום שההמוגלובין שבדם סופג יותר אור אדום מאשר הרקמה הסובבת את הורידים, התמונה שנוצרת (איור 1) מציגה את הורידים כרשת קווים שחורים על רקע אדום.

הארת וורידים באמצעות מציאות מרובדת יכולה להעלות את שיעור הצלחת הדקירה הראשונה עד פי 3.5, מה שמגביר את שיעור הצלחת הפעם הראשונה ומוביל לעלייה בשביעות רצון המטופל, כאב מופחת, הפחתה בעומס העבודה והפחתת עלות. ביישומים כירורגיים, הארת ורידים יכולה לסייע למנתח לזהות את אתר החיתוך האופטימלי ומפחיתה דימומים ועלויות.

 ניווט כירורגי

עבור מנתחים, מציאות מרובדת מציעה גישה, רציפה ללא שימוש בידיים, למידע דיגיטלי בעת ביצוע פעולה עדינה. לאחרונה הציגה ספקית הטכנולוגיה הגרמנית Scopis יישום המשלב את מסך הראש HoloLens של מיקרוסופט עם מערכת ניווט כירורגית, כדי לסייע למנתחים לבצע ניתוח עמוד שדרה (איור 2). הפלטפורמה מספקת מסך וכיסוי הולוגרפי, שלא מצריך שימוש בידיים, המצביע בדיוק על המקום בו המנתח צריך לפעול.

השלב הבא של הפיתוח יהיה לשלב נתונים ממקורות מרובים כגון MRI (הדמיית תהודה מגנטית) או PET-CT (טומוגרפיה ממוחשבת) אל תמונת מציאות מרובדת, המשלבת את כל הנתונים, ולספק למנתח מידע מותאם אישית עבור כל הליך.

 יישומים רפואיים של מציאות מרובדת בפיתוח מחקר רפואי

החל משנת 2019, תלמד אוניברסיטת Case Western Reserve רופאים עתידיים אנטומיה ללא שימוש בגופות. במקום זאת, סטודנטים לרפואה ישתמשו במסכי ראש כדי לצפות בייצוג מציאות מרובדת של גוף האדם (איור 3).

טכנולוגיה זו מוסיפה מרכיב חיוני שהיה חסר בניסיונות קודמים ללמד את הנושא באמצעות מסכי מגע גדולים. עכשיו, משתמשים יכולים ללכת בתוך תמונה תלת ממדית של שלד הגוף, האיברים והורידים ולצפות במיצג מכל כיוון.

השלב הבא של הפיתוח יאפשר למשתמשים להיות באינטראקציה עם התמונה בזמן אמת, כמו לסובב את הגוף או “להזיז” איבר כדי לבחון את העורקים שמתחתיו.

 

מאפשרים לראות

חברת הסטארט – אפ של אוקספורד (בריטניה), Oxsight, נמצאת בשלבי בדיקה של משקפי מציאות מרובדת המסייעים למטופלים לקויי ראייה לזהות אובייקטים ולנוע בסביבה שלהם. המשקפיים החכמים מזהים אור, תנועה, וצורות, ולאחר מכן מציגים נתונים חושיים בצורה המסייעת למשתמשים להפיק את המרב ממה שנותר מחוש הראייה שלהם. הצרכים משתנים ממטופל למטופל, לכן ניתן לכוונן את התצוגה כדי להתאים אותה באופן אישי לכל מטופל. לדוגמה, התצוגה יכולה להקרין תגזיר קרטון של אדם, להגביר צבעים מסוימים, או להתמקד או להתרחק.

אלה הן רק כמה דוגמאות. יישומים רפואיים רבים אחרים של מציאות מרובדת נמצאים בשלב של “הוכחת היתכנות”, כולל הזרמה חיה של ביקורי מטופלים עם שירותי תמלול מרחוק; התייעצות מרחוק במהלך הליכים כירורגיים; למידה מסייעת לילדים עם אוטיזם.

 

אבני הבניין של מערכות מציאות מרובדת

מהן אבני הבניין עבור עיצוב מציאות? יישומים רבים של מציאות רבודה עדיין נמצאים בשלבי השרטוט, אך מכשירים רפואיים ניידים לבישים, הקיימים בשוק, כבר משלבים רבות מטכנולוגיות ליבת החומרה, עם טכנולוגיית המיקרו-צ’יפ בחזית. שרטוט הדיאגרמה של עיצוב מסך הבריאות הביתי של Microchip (איור 4), לדוגמה, כולל מעבד רב עוצמה עם פונקציות אנלוגיות, יכולת שילוב חיישן, הפעלה עם צריכת אנרגיה נמוכה ויכולת חיבור לענן.

באופן דומה, משפחת ה-XLP (eXtreme Low Power) של מיקרו – בקרי התמונה, נועדה למקסם את חיי הסוללה ביישומים לבישים וניידים. מכשירי XLP כוללים מצבי שינה בצריכת חשמל נמוכה עם צריכת זרם עד 9nA ומגוון רחב של ציוד היקפי. ה- PIC32MK1024GPD064, למשל, הוא מכונת 32-bit של אותות מעורבים, הפועלת בתדר של 120 מגה-הרץ, עם יחידה של נקודת – ציפה בעלת דיוק כפול ו- 1MB זיכרון תוכנה. בלוקים היקפיים של התניית אותות כוללים ארבעה מגברים תפעוליים (אופציית מגבר), 26 ערוצים של המרה אנלוגית לדיגיטלית של 12 סיביות (ADC), שלושה ממירים דיגיטליים לאנלוגיים (DACs) ואפשרויות חיבור מרובות.

Microchip מציעה גם מרכזת שילוב חיישן, כמו גם כמה אפשרויות חיבוריות אלחוטית, כולל בלוטות’ ומודולים של Wi-Fi. בשילוב עם אופטיקה של צד שלישי ואבני בניין אחרות, רכיבים אלה יכולים ליצור את הבסיס לפתרון מציאות מרובדת בעלות נמוכה.

לבסוף, הליבה של Microsoft HoloLens משלבת מעבד 32 סיביות, מעבד שילוב חיישנים, ומערכת הקרנה אופטית בחדות גבוהה. רכיבי מפתח אחרים כוללים קישוריות אלחוטית, ממשק מצלמה ושמע, ניהול צריכת חשמל וניתוח נתונים מבוסס ענן.

 מסקנה

טכנולוגיות המציאות המרובדת כבר הוכיחו את ערכן באפליקציות רפואיות ומבטיחות לגרום שינויים גדולים בשנים הקרובות הן ברמת המרפאה והן בחדר הניתוח. למרות שהאופטיקה מוסיפה ממד חדש, היתכנותן של רבות מאבני הבניין של החומרה כבר הוכחה במוצרים לבישים ניידים בעלי נפח גבוה.

מאמר זה נמסר באדיבות חברת Mouser Electronics

פול פיקרינג

תגובות סגורות