مصورسازی (Visualization) ، آندوسكوپی مجازی ، برونكوسكوپی و كولونوسكوپی تعدادی از كاربردهای واقعیت مجازی‌ در پزشكی  هستند.

برای درك بهتر تفاوت آندوسكوپی كلاسیك و مجازی ، ابتدا مختصری درباره آندوسكوپی كلاسیك شرح داده می شود. آندوسكوپی كلاسیك عبارت است از ورود یك سیستم Optical به داخل ارگان بیمار (كولون ، معده ، روده ، سینوس و ...) جهت معاینه است. 

مزیت: 
 ‌ایجاد تصویر واضح و روشن از سطح بافت جهت تشخیص 

معایب:

امكان ایجاد جراحت سطح بافت ، Semi Invasive

عدم امكان عبور از دیواره های كولون 

ولی در آندوسكوپی مجازی یا Virtual Endoscopy كاملا غیر تهاجمی بوده و آسیبی به بیمار نمی رسد.

مراحل آندوسكوپی مجازی:

- تصویربرداری سه بعدی‌ از ارگان مورد نظر (CT, MRI و ...)
-پیش پردازش تصویر (Registeration , Interpolation) ‌سه بعدی
-تقطیع تصویر سه بعدی‌ جهت ایجاد مدل آناتومیك Segmentation
- محاسبه مسیر Camera-Target سه بعدی‌ جهت انتخاب خودكار یا دستی مسیر مشاهده 
- قراردادن نماهای مكرر در مسیر 
- مشاهده به منظور تولید انیمیشن

مناسب جهت ارگان های بزرگ سایز مانند: سیستم قلبی عروقی ، مفاصل اصلی ، سیستم كلیوی ، نخاع 

اولین سیستم Virtual Reality در مورد كولونوسكوپی  و در سال 1995 استفاده شد. 

مزایا:
‌عدم وجود محدودیت حركتی برای دستگاه  Endoscope
كاملا غیر تهاجمی 
بدون نیاز به بستری بیمار در بیمارستان

معایب:
‌تكنیك های آندوسكوپی مجازی كنونی امكان بازسازی تصویر ظاهر سطح بافت ارگان را ندارند. 

آموزش پزشكی 
عمده ترین كاربرد واقعیت مجازی در پزشكی ، استفاده از آن جهت آموزش فعال آناتومی و فیزیولوژی به دانشجویان پزشكی است. با استفاده از این سیستم دانشجویان می توانند در یك محیط شبیه سازی شده و سه بعدی به صورت موثر و بهینه یادگیری داشته باشند. 

آموزش جراحی و سنجش دستیار 
با استفاده از سیستم آموزش جراحی ، هزاران بار می توان روی بیمار عمل جراحی انجام داد تا مهارت جراح به بالاترین حد برسد. در این سیستم سعی می شود تا با شبیه‌سازی محیط جراحی ، امكان تكرار هزاران عمل جراحی در طی ساعت های متوالی و طولانی فراهم آید. از جمله زمینه های آموزش جراحی كه  Virtual Reality در آن ها كاربرد زیادی دارد ، عبارتند از:

Laparoscopic Surgery  جراحی لاپاروسكوپی 
Heart Catheterization Simulation   كاتتراسیون قلب
Open Surgery  جراحی باز

روانپزشكی
یكی از كاربردهای مهم واقعیت مجازی در حوزه روان پزشكی است. در روانپزشكی ، واقعیت مجازی روشی برای درمان اختلالات روانی افراد محسوب می‌شود. یكی از این موارد درمان بیماری هراس (‌فوبیا)‌ است. فوبیا ترس شدید از جسم یا وضعیتی خاص است. بیمار با آن كه می داند این ترس واقعی نیست ، دائماً دچار اضطرابی است كه زندگی عادی او را مختل می كند. این ترس می تواند شامل ترس از فضای باز ، ارواح ، خفگی ، خون ، ارتفاع ، آب یا موارد دیگر باشد. در درمان سنتی ، پزشك با صحبت كردن با بیمار ، او را در وضعیتی كه از آن وحشت دارد قرار می‌دهد.
در درمان جدید با استفاده از واقعیت مجازی ، محیطی كه بیمار از آن وحشت دارد شبیه سازی می شود و بیمار با علم به این موضوع كه این محیط واقعی نیست ، با قرار گرفتن در آن سعی می كند خود را با آن وفق دهد و ترس خود را از بین ببرد. علاوه بر درمان ترس ، از واقعیت مجازی برای درمان اختلالات روانی دیگر مانند اوتیسم (‌درخود ماندگی)‌ و حتی مواردی از روان گسیختگی (‌اسكیزوفرنی)‌ استفاده شده و نتایج رضایت بخشی هم حاصل شده است. این نكته هم قابل توجه است كه در علم پزشكی به جز بحث درمان ، در زمینه های آموزشی و تحقیقاتی مانند شبیه سازی عمل جراحی هم واقعیت مجازی كاربرد دارد.

تله مدیسین 
بدون شك ، واقعیت مجازی (Virtual Reality) را می توان به عنوان یكی از گرانبهاترین دستاورد های حاصل از تكامل سطوح تعامل ارتباطی (Communication Interfaces) ‌مورد توجه قرار داد كه از خصوصیات بارز آن ، غوطه وری كامل ابعاد حسی-حركتی انسان در یك تجربه ارتباطی مجازی است. یك محیط مجازی (Virtual Environment) ‌نمایشی پویا و پردازش شده بصری است كه غالباً توسط دیگر محرك های غیر بصری (نظیر شنوائی و لمسی) تقویت شده و بدین طریق احساس تعامل با اجزاء یك محیط غیر واقعی سه بعدی را در زمان حال به فرد متعامل القاء می كند.
برخورداری از این قابلیت منحصر به فرد ، واقعیت مجازی را طی سال های اخیر در مقام ابزاری كارآمد و ارزشمند در فناوری تله مدیسین مطرح كرده است ؛ چرا كه پردازش و انتقال اطلاعات پزشكی ، در بطن این فناوری نیز نهفته است. واقعیت مجازی در تله‌مدیسین به صورت یك سطح ارتباطی پیشرفته ، امكان تعامل شهودی با اطلاعات مربوطه را به ارمغان آورده است و به موازات آن در قالب یك محیط مجازی منعطف ، احساس حضور فیزیكی را در جریان تعامل به شایستگی تقویت می كند.
از موارد كاربرد واقعیت مجازی در پزشكی می توان به جراحی از راه دور ، آماده و شبیه‌سازی مراحل مختلف یك عمل جراحی ، آموزش و درمان بیماران از راه دور ، توانبخشی  و ارتقاء مهارت ها در افراد مدد جو و حتی طراحی و معماری اماكن پزشكی و توانبخشی اشاره كرد. این مقاله نیز ضمن بررسی تحقیقات اخیر در زمینه كاربرد واقعیت مجازی در تله مدیسین ، جوانب مثبت و محدودیت ها را پیرامون این موضوع بر خواهد شمرد.

برنامه ریزی جراحی 
معمولا در جراحی های با حداقل آسیب به صورت دستی یا با روبات های خاصی مانند داوینچی صورت می گیرد. ابتدا دریچه‌هایی توسط جراح ایجاد می شود و ابزار جراحی و دوربین به داخل بدن بیمار فرستاده می شود. وقتی این دریچه ها باز می شود ، دیگر نمی توان مكان آن ها تغییر داد ؛ چرا كه در غیر این صورت تفاوتی با روش جراحی باز نخواهند داشت. پس انتخاب مكان این دریچه ها از لحاظ دسترسی مناسب به تومور و امكان خارج ساختن آن بسیار مهم است. 
این رویه تا به حال به صورت حسی بوده است و پزشك با مشاهده نتایج سی تی اسكن بیمار تشخیص می داده كه سوراخ را در كجا ایجاد كند. از آنجا كه آناتومی افراد مختلف با یكدیگر متفاوت است و یك  قانون كلی نمی توان برای آن ساخت ، روشی ابداع شده است كه به صورت مجازی به پزشك نشان می دهد كه اگر از یك سوراخ فرضی وارد بدن بیمار شود ، چه چیزهایی را خواهد دید.

روش های قبلی به دو دلیل برای پزشكان جالب نبود: متناسب با زاویه‌ای كه سیستم تصویربرداری نقاط مورد نظر را لمس می كند ، دقت تصاویر تغییر می كند و حركت با روبات بسیار مشكل است. در روش جدید (واقعیت افزوده) نشانگرهایی بر روی بدن بیمار نصب می شود كه موقعیت این نشانگرها در تصاویر CT-Scan قابل مشاهده است. حال به جای آنكه جراح نشانه ها را با روبات لمس كند ، با دوربین خود و خارج از بدن بیمار حركت می كند و حركت و موقعیت دوربین با استفاده از اصول بینایی كامپیوتر محاسبه شده و فضای سه بعدی داخل بدن بیمار از زاویه دید این دوربین بازسازی می شود. سپس این فضای بازسازی شده با تصاویر سی‌تی اسكنی كه در دسترس است ، تطبیق داده می‌شود تا به صورت مجازی به پزشك نشان دهد از هر جا وارد بدن بیمار شود چه چیزهایی خواهد دید. البته در تمامی حالت ها فرض می‌شود بیمار كاملا ثابت بوده است.
با گشایش یك مركز تازه تأسیسات شبه واقعی آموزش و تمرین عمل جراحی مغز در بیمارستان وسترن تورنتو كانادا ، انتظار می رود كه بیماران عمل جراحی مغز در این كشور از خدمات و مراقبت های بهتری برخوردار شوند.
این مركز جهشی به پیش در آموزش جراحی مغز و مراقبت از بیماران است كه به پزشكان امكان می دهد تا بر روی غده (تومور) های مغزی شبیه سازی شده مجازی عمل های جراحی پیچیده تر و بر اساس نیازهای ویژه هر بیمار را تمرین كنند.
این فناوری راه‌گشا جهش قابل توجهی به پیش در آموزش و تمرین جراحی و نیز مراقبت و ایمنی بیمار به شمار می آید. هدف این است كه خطر پیچیدگی ها و عوارض ناشی از جراحی را كاهش داده ، زمان بهبودی را كوتاه تر كرده و سرعت استفاده از اتاق عمل حراحی را افزایش داد.  
اولین مركز شبه جراحی اعصاب كانادا در سپتامبر 2010 در موسسه عصب شناسی مونترال و بیمارستان دانشگاه مك گیل گشایش یافت. 

دندانپزشكی - جراحی فک و صورت 
واقعیت مجازی در دندانپزشكی (Virtual Dentistry) یكی از نمودهای عملی به كارگیری مفاهیم تخصصی دندانپزشكی در كامپیوتر است. مهمترین  اهداف استفاده از واقعیت مجازی و این گونه نرم افزار ها ، ایجاد محیطی مشابه با تشابهات هر چه بیشتر با محیط واقعی است تا بتوان قبل از رویارویی با واقعیات همه چیز را تجربه كرده و از نزدیك حس كرد. از كاربردهای رایج در دندانپزشكی عبارتند از:

‌- تصویربرداری دیجیتال از دندان ها 
‌- فراهم آوردن یك نقشه ایمپلنت دندانی قبل از انجام جراحی 
‌- طراحی یك محیط مجازی انجام پروسه‌های جراحی دندان و ...

اصول كار بدین ترتیب است كه بیمار در حالتی خاص بر روی صندلی قرار می گیرد ؛ به گونه ای كه مانع از حركت دستگاهی موسوم به Cat Scan نشود. این اسكنر دور تا دور محل قرارگیری بیمار را اسكن كرده و درست مانند X-ray پانورامیك ، تصویر دندان های بیمار با رزولوشن بالا گرفته می شود. این تصاویر اساس كار دندانپزشك در بررسی روند جراحی در محیط مجازی خواهند بود. 
در روند انجام پروسه های اندودنتیك در دندانپزشكی ، استفاده از مدل های حجمی با قابلیت تغییر شكل (Deformation) ، ایجاد حفره (Drilling) و برش (Cutting) مواد در شبیه سازی محیط مجازی آموزشی لازم و ضروری است. 
اعمال جراحی فك و صورت نیز به طور مستقیم با آناتومی استخوان های مربوط سر و كار دارد و همان طور كه در ابتدای بحث عنوان شد ، اشكال سه بعدی آناتومیك كمك زیادی به تشخیص بهتر و بررسی مناسب تر خواهند كرد. در نمونه هایی از این محیط‌های مجازی ، امكان حس كردن واقعی اجسام و محیط دهان وجود دارد ، به علاوه این كه امكان در دست گرفتن پروب ها و هندپیس ها و انجام كار با آن ها فراهم خواهد بود. 

مزایای ویژه
‌مشاركت بیمار در روند انجام كلیه اقدامات لازم و كمك در تصمیم گیری به ویژه در جراحی های زیبایی

‌سرعت عمل جراح به واسطه تمرین و ممارست قبل از انجام عمل 

درمان های توانبخشی 
شبیه سازی به كمك واقعیت مجازی با سایر شبیه سازی های رایانه ای تفاوت دارد. زیرا به ابزار تعاملی ویژه ای نیازمند است كه بینایی ، شنوایی و احساس در جهان شبیه‌سازی شده را به كاربر منتقل سازد. این ابزارها صدا و حركت كاربران را ذخیره كرده و به برنامه شبیه سازی می فرستند.
برای دیدن در دنیای مجازی ، كاربر یك نمایشگر را بر روی سر خود نصب می كند كه صفحاتی مقابل چشم ها دارد. این نمایشگر یك ردیاب حركت نیز دارد كه محل سر كاربر و جهتی را كه او نگاه می كند را پایش می كند. با استفاده از این اطلاعات ، رایانه تصاویر دنیای مجازی را با اندكی تفاوت نسبت به هر چشم محاسبه كرده و روی نمایشگر به نمایش می گذارد.
برای آنكه این تصاویر مكث دار و نامنظم به نظر نرسند ، رایانه باید در هر ثانیه دست كم ده تصویر جدید ایجاد كند. صحنه های واقعیت مجازی باید نسبتاً ساده باشند تا رایانه بتواند آن ها را به سرعت روزآمد كند. به علت همین سادگی و سایر معایب نمایشگرها ، كاربران واقعیت مجازی به راحتی می توانند شبیه سازی را از واقعیت تمایز دهند. كاربر صداهایی را از طریق گوشی در دنیای مجازی می شنود. به وسیله اطلاعاتی كه از طریق ردیاب حركت حاصل می شود نیز می توان برای روزآمد كردن سیگنال های صوتی استفاده كرد. 
هنگامی كه یك منبع صوتی در فضای مجازی مستقیماً در مقابل یا پشت سر كاربر نیست ، رایانه صدا را به گونه ای می فرستد تا به یك گوش زودتر از گوش دیگر برسد ؛ به این ترتیب صدا كمی بلندتر یا آهسته تر به گوش خواهد رسید. اگرچه هنوز چالش های علمی و مهندسی وجود دارد كه باید بر آن ها فایق آمد تا اصوات كاملا طبیعی به نظر برسد. 
شبیه سازی لامسه كمترین توسعه را یافته است و چالش برانگیزترین قسمت كار است. در حال حاضر با استفاده از یك دستكش و ردیاب حركت ، رایانه محل دست كاربر را مشخص كرده و حركات انگشتان را می سنجد. در دنیای مجازی كاربر می تواند اشیا را حركت دهد ولی نمی تواند آن ها را احساس كند. تولید احساسی كه در هنگام ضربه زدن به یك سطح سخت ، برداشتن یك شیء یا حركت دادن انگشتان بر روی یك بافت به وجود می آید ، از لحاظ تكنیكی مشكل است. حس لامسه باید با بینایی و شنوایی كاربر نیز هماهنگ شود. بیشترین كاربرد Virtual Reality در توانبخشی درمان انواع فوبیا (ترس) مانند: ترس از ارتفاع ، پرواز ، جانوران و ... است. 
روش درمان عبارت است از قراردادن بیمار در موقعیت استرس زا برای او در محیط مجازی و تحت كنترل قراردادن استرس ، شروع كار با موقعیت كم استرس زا و اضافه كردن به تدریج موقعیت های بیشتر. مزیت این روش در واقع قابل كنترل بودن شرایط استرس زا است. چیزی كه در واقعیت حقیقی امكان ایجاد آن وجود ندارد. 
انواع دیگر كاربرد در توانبخشی عبارتند از:

‌- كمك به درمانگر در ناتوانی های جسمی - حركتی - ذهنی (مانند اوتیسم) 
- ‌سندم های تغذیه 
‌

درمان اختلالات روانی در فضای مجازی
تا به امروز سیستم های معدودی بر اساس واقعیت مجازی جهت توانبخشی ناتوانی‌های دیداری ، شنوایی ، فیزیكی و روانی طراحی و پیاده سازی شده است. از آنجا كه نمایشگرهای دیداری و شنیداری از اجزای اصلی عجین شدن با دنیای مجازی است ، سیستم های توانبخشی دیداری و شنیداری چندان معمول نیست اما به نظر می رسد كه واقعیت مجازی در درمان اختلالات روانی بسیار مفید باشد. این سیستم ها قادر است محدودیت های دنیای واقعی را از پیش رو برداشته و افق های تازه ای به روی این دسته از بیماران نمایان سازد. در این بخش به معرفی چند نمونه از این سیستم ها پرداخته می‌شود.

درمان انواع ترس با استفاده از واقعیت مجازی‌
‌بیش از ده درصد افراد در طول ز ندگی خود ، نوعی از اختلالات ناشی از اضطراب را تجربه می كنند. جهت درمان این ترس ها معمولا از روش در معرض قراردادن استفاده می شود. برای این رسیدن به این هدف دو روش تصویرسازی و در معرض قرار گرفتن فیزیكی اجـرا مـی شـود. روش فیـزیكـی جدا از اینكه واقـعــی اســت ، مـمـكــن اسـت بسیـار هـزینـه بـر ، خـطـرنـاك یا ناممكن باشد. از سوی دیـگـر ، تـصـویرسازی نیز به اندازه كافی واقعی نـیـسـت و كنترل كمی از سوی درمانگر وجود دارد.
واقعیت مجازی ، روش درمانی سومی ارائه مـی كـنـد كـه ضـمـن حـفظ بیشتر مزایای هر دو روش ، معایب آن ها را نیز ندارد. خصوصاً در مورد ترس از پرواز ، هزینه های درمانی بسیار كاهش می یابد. اما در عین حال واقعیت مجازی نیز محدودیت های خاص خود را دارد. دانستن این مسأله كه محیط مجازی است ، ممكن است اصلا هیچ گونه اضطرابی در كاربر ایجاد نكند كه بـخـواهـد درمـان شـود. ضمن اینكه یك روش بـسـیار جدید است و هنوز عوارض جانبی آن ناشناخته است.
در ایـن روش درمـانـی مـعمولا از دو Setup یعنی استفاده از HMD یا سیستم ‌1CAVE استفاده می شود. با استفاده از HMD ، تنها دنیای مجازی قـابـل دیـدن خـواهـد بـود و دنیای واقعی به كل حذف می شود.
در سیستم CAVE از دیوارهای یك مكعب به عنوان پروژكتور استفاده می شود و محیط های واقعی و مجازی در داخل این مكعب در كنار هم قـرار مـی گیرد. هر دو سیستم دارای تأخیر فاز اسـت. تـفـاوت بـیـن حـركت و حركت تصویر ، مـمـكـن اسـت بـاعـث ایـجـاد حـالت تهوع شود. می‌توان از صدا یا اشیاء واقعی نیز جهت قوی تر كـردن حـس حـضـور اسـتـفـاده كـرد. اسـتـفاده از دستكش داده نیز امكان ارتباط متقابل با محیط را برای كاربرد فراهم می آورد.
ایده وارد كردن درمانگر به محیط مجازی نیز می تواند سودمند باشد. البته در این صورت به دلیل نیاز به وسایل به تعداد دو برابر ، هزینه پیاده ســازی سـیـسـتــم بـسـیــار افــزایــش مــی یــابـد. در سیستـم‌هـایـی كـه تـا كنـون تـوسعـه یـافتـه است ، درمانگر محیط را كنترل كرده ولی وارد آن نمی شود.

ندرم های بعد از سكته و ...

منبع: iranbme

همچنین بخوانید:

۴ فرصت استارتاپ های سلامت دیجیتال در بحران کرونا ویروس

سلامت دیجیتال، چگونه موجب کاهش هزینه‌های نظام سلامت می‌شود؟

8 پیش‌نیاز برای راه اندازی استارتاپ سلامت