Конференции / РОСОМЕД-2023 - XII съезд Российского общества симуляционного обучения в медицине и Международная конференция «Симуляционное обучение в медицине: опыт, развитие, инновации» / Дополненная и управляемая виртуальные реальности, как способы обучения врачей акушеров-гинекологов на базе симуляционного центра

Актуальность

Для обучения врачей акушеров-гинекологов в Казанском ГМУ с успехом используются «анатомические модели», «система ситуационных задач», традиционно применяемые в акушерстве и гинекологии. Используются «ролевые игры клинического типа», которые позволяют совершенствовать навыки клинического мышления. Хорошо зарекомендовали себя «компьютеризированные манекены», «экранные и виртуальные симуляторы», позволяющие имитировать ответную реакцию. Широко используется «визуализация элементов учебного процесса на базе виртуальной обучающей среды». Благодаря тому, что теоретические материалы, а также лекции, видеоролики, элементы тест-контроля размещены на образовательном портале Казанского ГМУ, практикоориентированость на занятиях с врачами доведена до 90% учебного времени.
В аккредитационно-симуляционном центре Казанского ГМУ, созданном в 2018 году для обучения врачей ряда специальностей был аккумулирован весь предыдущий опыт и новейшие достижения в области симуляционного обучения.
При этом вершиной технической реализации симуляционного обучения стал «модуль дополненной 3D виртуальной реальности», который позволяет увидеть весь процесс «изнутри». Это особенно важно при отработке практических навыков с введением рук акушера или инструментов в физиологические полости, невидимые извне. Тем не менее и такая форма образовательного процесса имеет свои недостатки.
К ним, например, можно отнести наличие только одного сценария - «Дистоция плечиков». При этом обучающийся является лишь «наблюдателем» и «повторителем» и не осуществляет никакого воздействия на сам процесс. Также невозможно изменить антропометрические параметры виртуального манекена, плода, длительность процесса, поменять алгоритм действий. Виртуальное обучение никак не связано с физическим манекеном. И в это же время, все что врачи отрабатывают на роботе невозможно увидеть в виртуальной реальности. К сожалению, невозможно работать в команде. Только «инструктор» – «ученик». Изображение процесса не выводится на общий экран и невозможно совместно обсуждать сценарий в реальном времени.

Цель

В связи с этим, было принято решение о разработке и создании «модуля УПРАВЛЯЕМОЙ 3D виртуальной реальности», интерактивного VR-приложения, демонстрирующего все фазы естественных родов. В последствии, на его базе планируется создание специализированных приложений не только для обучения акушерско-гинекологическим манипуляциям при нормальных и осложненных родах, но и для комплексного прогноза течения и исхода естественных родов.

Материалы и методы

Для разработки была выбрана Unity – система разработки интерактивных приложений, называемая среди разработчиков «игровым движком», являющаяся бесплатным и одним из наиболее популярных вариантов для разработки видеоигр, имеющих низкий порог входа, что позволяет начать разработку в кратчайшие сроки.
В качестве гарнитуры виртуальной реальности была выбрана гарнитура Pico Neo 3 Pro – качественное и в то же время бюджетное решение китайской промышленности, оснащенное системой трекинга рук Stereo IR 170 Evaluation Kit от компании Ultraleap. Система трекинга руки имеет широкий спектр зрения и хорошо распознаёт различные жесты.
Использование трекинга рук – довольно новый подход при разработке VR-приложений, имеющих большой потенциал, особенно для обучающих приложений, так как позволяет добиться большей иммерсивности за счёт более естественного способа взаимодействия с виртуальным миром.

Результаты

Ключевая функция приложения позволяет в режиме реального времени менять параметры роженицы и ребенка для прогнозирования вероятности естественного прохождения плода по родовому каналу, а при проблемных родах визуализировать сценарий, когда плод не может самостоятельно пройти по родовым путям женщины и необходимо оперативное абдоминальное родоразрешение. В ходе работы были реализованы анимации, демонстрирующие различные фазы хода естественных родов на всех этапах первого, второго и третьего периода в нескольких вариациях, в зависимости от размера таза роженицы. В том числе, были анимированы физиологические процессы изменения анатомических структур роженицы и плода во время родов, такие как: опускание плода во вход в таз перед родами, подготовка шейки матки к родам, сглаживание и открытие шейки матки во время родов, прохождение головки по родовым путям, согласно биомеханизму родов, в зависимости от предлежания головки и таза плода и многие другие.
Для обучения пользователя управлению через жесты рук реализован подход точного повторения за виртуальными руками. Важной частью обучающего процесса является разработанный плеер, который позволяет запускать симуляцию процесса родов с любой значимой точки для лучшего понимания отдельных этапов.

Обсуждение

Представляется возможным дальнейшее расширение использования VR-технологий на всех уровнях образовательного процесса: специалитета, ординатуры, повышения квалификации специалистов и профессиональной переподготовки. На сегодняшний день ставится задача модернизации представленного комплекса и адаптация его к требованиям первичной и первичной специализированной аккредитации специалистов.

Выводы

Все вышеперечисленное открывает новые возможности применения инновационных методов обучения в образовательном процессе высшей медицинской школы на базе VR-технологий. Расширяются перспективы использования обучающего комплекса также и в прикладных медицинских целях для возможного прогноза течения и исхода физиологических и осложненных родов, проходящих через естественные родовые пути.

Кугуракова В.В., Мухаметханов И.Р. ФГАОУ ВО "Казанский (Приволжский) федеральный университет", Казань