پنج کمک کامپیوتر به صنعت پزشکی و مراقبت‌های بهداشتی-1

منبع: ماهنامه شبکه

امروزه، با توسعه جوامع بشری و نیاز بیشتر انسان‌ها به دریافت خدمات درمانی و بهداشتی، پزشکان دیگر نمی‌توانند فقط با تکیه برتوانایی شخصی خود و همکارانشان و حتی با کمک ابزارهای مرسوم به انجام وظایفشان بپردازند. آن‌ها به چیزی فراتر از آنچه تاکنون در دسترس‌داشته‌اند، نیاز دارند. فناوری دیجیتال همپای سایر فناوری‌ها راهکارهای مناسبی را در اختیار متخصصان حوزه پزشکی قرار داده است و آن‌ها را در مراحل مختلف، از آموزش دانشجویان و کارکنان گرفته تا تشخیص، تصمیم‌گیری و درمان بیماری یاری می‌دهد. آنچه امروز پزشکان در اختیار دارند با گذشته تفاوت‌های اساسی دارد و آنچه در آینده در اختیار خواهند داشت به مراتب از امکاناتی که امروز در اختیار دارند، کاراتر خواهد بود. استفاده از بیماران مصنوعی و  مراکز آموزشی پیشرفته برای قراردادن کارآموزان پزشکی در یک محیط امن با بهره‌وری بالا، ایجاد امکانات لازم به‌منظور تسهیل روند درمان و  کاهش استرس پزشکان و بیماران ، افزایش سرعت و سهولت دسترسی پزشک و بیمار به یکدیگر، افزایش توانایی پزشکان و جراحان در تجسم آسیب‌دیدگی یک بیمار و ده‌ها مورد دیگر نتایج ورود فناوری دیجیتال به حوزه‌پزشکی است. در شماره 103 مجله شبکه و در مقاله « فناوری دیجیتال و درمان آنفلوآنزا»  به نمونه‌هایی از کاربردهای  فناوری دیجیتال در حوزه پزشکی و سلامت پرداختیم. در آن مقاله  به برخی از استفاده‌های این فناوری در زمینه کنترل بیماری آنفلوآنزای نوع A اشاره شد و کاربردهایی نظیر  ارتباط مراکز درمانی و دولتی با یکدیگر برای تبادل داده‌ها، نظارت و شناسایی مبتلایان و حتی پیش‌بینی حرکات بعدی ویروس مورد توجه قرار گرفت. در نوشته پیش رو به کاربردهای دیگری از فناوری دیجیتال در دنیای پزشکی می‌پردازیم. این کاربردها در پنج گروه گنجانده شده‌اند. برخی موارد را که خواننده با آن‌ها آشناتر است، به‌طور مختصر بیان می‌کنیم تا فرصت را برای پرداختن به موارد دیگر از دست ندهیم. برحسب نیاز مثال‌هایی نیز مطرح شده است.

آموزش در دو حوزه هوانوردی و پزشکی با خطرهای فراوانی همراه است و در این موارد معمولاً یک اشتباه  نابه‌جا مساوی با مرگ خواهد بود. در هوانوردی، این کارآموز است که کشته می‌شود، اما در پزشکی  این بیمار زیردست کارآموز است که اگر بدشانس باشد، به دنیای دیگر سفر خواهد کرد. مورد دوم کمی‌دلخراش‌تر است، زیرا قربانی تقریباً هیچ تقصیری در این بین ندارد. برای نجات بیماران می‌توان راه‌های زیادی را پیشنهاد داد که بهترین این راه‌ها دورکردن کارآموزان پزشکی از بیمار است؛ دست‌کم تا مدتی که این کارآموزان راه و روش درمان یک بیمار را یاد بگیرند، استفاده از روش‌هایی غیر از به‌کارگیری نمونه‌های زنده برای آموزش کارآموزان کاری عاقلانه است.در این راه کامپیوتر و سیستم‌های دیجیتال می‌توانند کمک فراوانی کنند تا انسان‌های بیشتری زنده بمانند و در هزینه‌ها هم صرفه‌جویی شود! با استفاده از این سه مورد واقعیت‌مجازی، استفاده از بیماران مصنوعی و نیز Mixed Reality می‌توان از آن‌ها در امر آموزش مفاهیم پزشکی و افزایش مهارت عملی دانشجویان پزشکی  بهره برد.

الف. واقعیت مجازی
واقعیت مجازی (Virtual Reality) فناوری کاملاً شناخته‌شده‌ای است و کاربردهای فراوانی در صنعت، سرگرمی ‌و هنر دارد. پزشکی هم از جمله حوزه‌هایی است که VR به‌خوبی در آن قابل استفاده است. اگر کاربرد VR را در درمان بیماران کنار گذاریم، به‌کارگیری در زمینه آموزش پزشکان و پرستاران یکی از کاربردهای جالب‌توجه این فناوری است.  تعلیم و آموزش دانشجویان و کارآموزان با این سیستم بسیار ساده و مطمئن است و با این روش بیماران هم نفس راحتی می‌کشند، زیرا از دست دانشجویان کارناآزموده در امان خواهند بود. در یک تمرین متکی بر VR می‌توان سناریوهای مختلفی را گنجاند و با این روش دانسته‌های شخص را به چالش کشید. با پیشرفت فناوری تصویرسازی و ارائه نرم‌افزارها و سخت‌افزارهای قدرتمند گرافیکی و نیز بهبود سایر ملزومات یک سیستم VR، کارایی این روش بیش از پیش شده است.

از جمله مشکلات یک سیستم VR در زمینه آموزش پزشکی درگیر نبودن برخی از حواس به‌خصوص حس لامسه است. راهکارهای مختلفی برای رفع این نواقص ارائه شده که هنوز هیچ یک از آن‌ها آنچنان که باید کارآمد نبوده‌است. ارائه حس لامسه برای یک کارآموز پزشکی، یکی از حیاتی‌ترین موارد است و نبود آن مشکلاتی را ایجاد می‌کند. استفاده از سیستم‌های مبتنی بر Haptic راه‌حلی است که دنبال می‌شود و تاکنون انواع مختلفی از آن در سیستم‌های VR  مورد استفاده قرار گرفته است.
 
ب. بیماران مصنوعی
بهره‌گیری از ماکت انسان از جمله راهکارهای مورد استفاده در زمینه آموزش‌پزشکی بوده و هم‌اکنون به‌عنوان یک روش آموزشی‌مطمئن مورداستفاده قرارمی‌گیرد. این ماکت‌ها با استفاده از سیستم‌هایی نظیر سیستم‌های الکترونیکی، کامپیوتری و مکانیکی  می‌توانند رفتار بدن یک بیمار را تقلید و شبیه‌سازی کنند. استفاده از این مدل‌ها در امر آموزش روش مناسبی است و محدودیت‌های روش‌هایی نظیر VR را ندارد. از چنین بیمارانی علاوه بر آموزش دانشجویان می‌توان برای  آموزش استفاده از تجهیزات جدید پزشکی، مراقبت از بیماران و نیز آموزش تکنیک‌های اضطراری بهره برد.HPS از شرکت METI یکی از نمونه‌های موجود در این زمینه است.HPS یک بیمار مصنوعی است که توسط  شرکت METI و به‌طور اختصاصی برای آموزش و تمرین بیهوشی و مراقبت‌های ویژه طراحی شده است (شکل1). تفاوت HPS با سایر شبیه‌سازهای موجود این است که کاملاً خودکار بوده، خصوصیات سطح بالایی را از خود نشان داده و طیف وسیعی از علائم حیاتی را از خود بروز می‌دهد که توسط دستگاه‌ها و کارآموز قابل ردیابی و نظارت هستند.

شکل 1- یک بیمار مصنوعی در اتاق عمل؛ این نمونه به‌خوبی فیزیولوژی و رفتار یک بیمار را شبیه‌سازی می‌کند.

HPS سیستم فیزیولوژی، قلبی و عروقی، تنفسی و عصبی بدن را مدل‌سازی می‌کند؛ مردمک چشم آن در پاسخ به نور به‌طور خودکار گشاد و تنگ می‌شود؛ داروهای تجویز شده را تشخیص می‌دهد و نسبت به آن‌ها و میزان مصرف آن‌ها  واکنش نشان می‌دهد؛ حتی نحوه نفس‌کشیدن آن برحسب شرایط  تغییرمی‌کند. HPS سطح بالایی از ویژگی‌ها و پارامترهای نظارتی و کلینیکی را به نمایش می‌گذارد. این شبیه‌ساز شامل یک ماکت بیمار در اندازه واقعی، Control Rack، کامپیوتر، نمایشگر شکل موج‌ها، نرم‌افزار HPS6، سی پروفایل از پیش تعیین‌شده برای شبیه‌سازی یک بیمار و شصت وضعیت کلینیکی شبیه‌سازی شده است.با چنین سیستمی‌دانشجویان می‌توانند بارها به تمرین بپردازند و به‌این ترتیب راه برای آزمون و خطا باز است. با کمک  HPS می‌توان بیمارانی با پروفایل‌های مختلف  و براساس نیاز ساخت تا از این طریق کارآموز با شرایط مختلف آشنا شود.

یکی از مراکزی که از بیماران مصنوعی HPS استفاده‌می‌کند، مرکز ExPERT (سرنامExcellence in Professional development through Education، Research & Technology) دانشگاه Portsmouth  است. هدف این مرکز به‌کارگیری روش‌های جدید برای آموزش مهارت‌های پزشکی بوده و به‌طور خاص روی شبیه‌سازی کلینیکی و آموزش استوار است. در این مرکز از HPSهای شرکت METI استفاده شده است.
مرکز ExPERT  درحقیقت سه قسمت شبیه‌سازی اصلی دارد. یک بخش عمومی‌که تا حد زیادی مشابه یک بخش واقعی طراحی شده و شامل چهار تخت با بیماران مصنوعی (HPSها) است (شکل 2).

شکل 2- نمای داخل (الف) و نمای بیرونی (ب) بخش. در این بخش چهار بیمار مصنوعی قرار گرفته است.

تجهیزات و لوازم اضافی باعث شده این محل بسیار واقعی به‌نظر برسد.  چیدمان این قسمت قابل تغییربوده و می‌توان آن‌را برای شبیه‌سازی سایر قسمت‌های کلینیکی هم تنظیم کرد. قسمت بعدی‌، یک اتاق عمل شبیه‌سازی شده است که در آن هم یک HPS به‌همراه تجهیزات کامل یک اتاق عمل قرار گرفته است (شکل 3). قسمت سوم، یک  آزمایشگاه کاملاً مجهز در مرکز ExPERT است. فعالیت‌های صورت گرفته در این بخش‌ها، به‌طور دیجیتالی روی یک سرور ایمن ضبط و ذخیره‌سازی می‌شوند. کلاس‌های آموزشی به‌طور کامل به لوازم قابل‌حمل و کامپیوترهایی که به‌طور بی‌سیم‌شبکه شده‌اند، مجهزند.

شکل 3- اتاق عمل و یک بیمار مصنوعی روی تخت

در این کلاس‌ها دانشجویان می‌توانند عملکرد خود را ارزیابی‌کرده و بازخوردی از تمرین‌های خود و سایر همکلاسی‌ها داشته باشند. استفاده از HPSها سبب می‌شود دانشجویان کم‌تجربه پیش از سر و کار داشتن با بیماران واقعی، دانش خود را روی این مدل‌ها بیازمایند و پس از کسب آگاهی‌های عملی لازم و رفع خطاهای خود دست به تجربه‌های حقیقی‌تر بزنند.

ب: Mixed  Reality
Mixed  Reality ترکیبی از واقعیت مجازی، مدل‌های مصنوعی بیماران و Augmented Reality است. در برخی از شرایط خاص و برای آموزش برخی مفاهیم استفاده از روش Mixed Reality بسیار مؤثر و حتی لازم است. در این روش کارآموز روی یک مدل (ماکتی از یک بیمار) کار می‌کند و روی نمایشگر تصویری ترکیبی از مدل کامپیوتری و مصنوعی قابل مشاهده است. تفاوت Mixed Reality با Augmented Reality
 در این است که در حالت عادی در یک سیستم AR نمی‌توان چیزی را به‌طور فیزیکی لمس کرد، اما در Mixed  Reality این امکان وجود دارد و شخص تصویر کامپیوتری را می‌بیند، اما عملاً یک جسم فیزیکی را لمس می‌کند.