تضع العمليات الجراحية حياة شخص ما على المحك، لذا لا مجال للأخطاء. لهذا السبب يعد التدريب الجراحي المناسب أمراً ضرورياً في التعليم الطبي. ومع ذلك، فإن طرق التعلم التقليدية لها حدودها، وهنا يأتي دور الحلول المبتكرة. الواقع الممتد (XR) هو أحد هذه الحلول - فهو يوفر بيئات غامرة تغير طريقة تعلم الجراحين وتحضيرهم للعمليات الجراحية. في هذه المقالة، سنناقش كيف يعزز الواقع الممتد (XR) ثقة الأطباء ويحدث ثورة في التدريب الجراحي.

ما هو الواقع الممتد في الممارسة الجراحية؟

ببساطة، تُعد تقنية الواقع الافتراضي الجراحي XR تقنية متطورة تجمع بين الواقع الافتراضي (VR) والواقع المعزز (AR) والواقع المختلط (MR) لإنشاء بيئات محاكاة تفاعلية للتدريب الجراحي ولتعزيز الإجراءات أثناء الجراحة.

فيما يلي شرح تفصيلي لكيفية عمل مكونات XR:

  • الواقع الافتراضي: مع الواقع الافتراضي، ينغمس المستخدمون بالكامل في عالم رقمي. في التدريب الجراحي، يعني ذلك ممارسة العمليات الجراحية في غرفة عمليات محاكاة بالكامل. يمكن للطلاب وأخصائيي الرعاية الصحية استخدام الأدوات الافتراضية لإجراء العمليات على مرضى افتراضيين ونماذج ثلاثية الأبعاد للأعضاء.

  • الواقع المعزز: يقوم الواقع المعزز بتراكب العناصر الرقمية على العالم الحقيقي. أثناء العمليات الجراحية طفيفة التوغل، يمكن استخدام الواقع المعزز لإسقاط بيانات التصوير الخاصة بالمريض (الأشعة المقطعية والتصوير بالرنين المغناطيسي) مباشرة على جسم المريض لتوجيه وضع الأداة وتحسين الدقة. كما يسمح الواقع المعزز للجراحين بالتعامل مع نماذج ثلاثية الأبعاد من الأعضاء وتقنيات الممارسة مع الاستمرار في الوقت نفسه في إدراك ما يحيط بهم في العالم الحقيقي.

  • الواقع المختلط: يأخذ التصوير بالرنين المغناطيسي الأمر إلى أبعد من ذلك من خلال مزج العالمين الافتراضي والواقعي والسماح للعناصر الرقمية بالتفاعل مع البيئة الحقيقية في الوقت الحقيقي. تخيّل ارتداء نظارات الواقع الافتراضي أثناء الجراحة ورؤية تراكب ثلاثي الأبعاد ثلاثي الأبعاد لتشريح المريض معروض مباشرةً على الجسم. يوفر ذلك للجراحين تصوراً واضحاً ومعززاً للمجال الجراحي. إنه مفيد للإجراءات المعقدة التي تتطلب ملاحة دقيقة.

حدود التدريب الجراحي التقليدي

لطالما كانت طرق التدريب الجراحي التقليدية، مثل التعلم بالملاحظة أو التدريب القائم على الجثث، العمود الفقري للتعليم الجراحي. ومع ذلك، فإنها غالباً ما تعجز عن محاكاة سيناريوهات العالم الحقيقي وتترك المتدربين يشعرون بعدم الاستعداد. دعونا نستكشف أوجه القصور في الأساليب التقليدية التي تسلط الضوء على الحاجة المتزايدة إلى أساليب مبتكرة مثل الواقع الممتد في الممارسة الطبية:

عدم وجود ممارسة عملية

في معظم حالات التدريب الجراحي التقليدي، يقضي الطلاب الكثير من الوقت في مراقبة الجراحين ذوي الخبرة أثناء العمل. في حين أن هذا الأمر مفيد لفهم سير العملية، إلا أنه لا يمنح المتدربين الكثير من الخبرة العملية. قد يساعدون في بعض الأحيان، لكن الملاحظة ليست مثل الأداء. ونتيجة لذلك، غالبًا ما يشعر الجراحون المؤهلون حديثًا بعدم اليقين عندما يواجهون أول عمليات جراحية بمفردهم، خاصةً في الحالات الحرجة التي يكون فيها اتخاذ القرار السريع أمرًا حيويًا.

التعرض غير المتسق للحالات النادرة

تتمثل إحدى أكبر العقبات في التدريب الجراحي في عدم التعرض للحالات النادرة أو غير المعتادة. فالمتدربون مقيدون بالحالات التي يواجهونها في دوراتهم الطبية. قد يقوم الطالب بإجراء العديد من عمليات استئصال الزائدة الدودية ولكنه لا يواجه أبدًا استئصالًا معقدًا للبنكرياس أو تشوهًا خلقيًا نادرًا. يترك هذا التناقض ثغرات في مجموعة مهاراتهم ويعقد معالجة الحالات الجراحية غير المألوفة فيما بعد.

فرص محدودة للتمرين قبل الجراحة

حتى وقت قريب، كان التخطيط قبل الجراحة ينطوي بشكل أساسي على دراسة بيانات التصوير ومخططات المرضى ونتائج التشخيص. لكن هذا النهج لا يسمح للممارسين بالتدرب على إجراء محدد لمريض معين هم على وشك إجرائه. على سبيل المثال، يمكن للجرّاح الذي يستعد لاستئصال ورم معقد أن يدرس الأشعة ولكنه لا يستطيع التدرب فعلياً على الخطوات التي ينطوي عليها التنقل في البنى الحرجة. وبدون فرصة لمحاكاة العملية افتراضياً، فإن الدقة في تحديد الشقوق والتنبؤ بالمضاعفات المحتملة تكون أصعب.

6 طرق تعمل بها تقنية XR على تحسين التدريب الجراحي

تقدم تقنية الواقع الممتد طرقاً مبتكرة للتعلم، وتعالج قيود التدريب الجراحي التقليدي. في هذا القسم، سنتعمق في هذا القسم في الطرق التي تجعل تقنية الواقع الممتد التدريب الجراحي أكثر ذكاءً وأماناً:

تعزيز الفهم المكاني

غالباً ما يعتمد التعلم التشريحي التقليدي على التمثيلات ثنائية الأبعاد، مما يحد من الفهم المكاني لطلاب الجراحة. يوفر XR نماذج تشريحية تفاعلية ثلاثية الأبعاد يمكن للمتدربين التلاعب بها واستكشافها لتطوير فهم أعمق للعلاقات المكانية الضرورية للتخطيط الجراحي.

تطبيقات مثل علم التشريح وعلم الأمراض VOKA 3D استخدام الواقع المُعزز لتراكب هذه النماذج ثلاثية الأبعاد على كائنات العالم الحقيقي. يساعد ذلك على تعزيز التصور المكاني ومهارات التوطين التشريحي.

بيئات التعلم بالواقع الافتراضي

بالنسبة للمبتدئين، قد يكون الدخول إلى غرفة العمليات لأول مرة أمراً مربكاً - فهناك معدات معقدة وأجواء عالية الضغط وفريق يحتاج إلى العمل في تزامن تام. يساعد الواقع الافتراضي المتدربين على التأقلم مع هذه البيئة قبل أن تطأ أقدامهم غرفة العمليات الحقيقية.

استخدام منصات متقدمة مثل الجراحي XR، يمكن للمتدربين الدخول إلى غرفة عمليات محاكاة بالكامل، واختيار أي إجراء من مكتبة واسعة النطاق، وتعلم إدارة سير عمل الفريق الجراحي. إنها بمثابة بروفة حيث يمكنهم صقل المهارات وبناء الثقة دون الخوف من ارتكاب الأخطاء. هذا النهج لا يقدر بثمن لتطوير الوعي التقني والظرفي.

توافر حالات متنوعة

كل مريض فريد من نوعه، لذا يحتاج المتدربون إلى التعرض لحالات متنوعة للتحضير لأكبر عدد ممكن من السيناريوهات. يساعد التدريب الطبي في الواقع المعزز الطلاب على بناء مهارات حل المشكلات والتكيف مع المواقف غير المتوقعة.

يوفر XR إمكانية الوصول إلى مجموعة واسعة من الحالات أكثر من تلك التي تتم مواجهتها عادةً في بيئة التدريب. منصات مثل جراحة اللمس تقدم مكتبات واسعة من العمليات الجراحية. وهي تغطي مختلف التخصصات وتشمل حالات معقدة أو نادرة. وهذا يسمح للمتدربين بالتجربة والممارسة على مجموعة واسعة من الأمراض، مما يحسن من استعدادهم لسيناريوهات العالم الحقيقي.

التكامل مع التغذية الراجعة اللمسية

إن التجارب اللمسية لا تقدر بثمن لإتقان المناورات الدقيقة في غرفة العمليات. في هذه المرحلة، يمكن الجمع بين الواقع الطبي الممتد والواقع الطبي الموسع مع التغذية الراجعة اللمسية، وهي تقنية تعيد خلق الإحساس بالضغط والمقاومة والحركة. تسمح هذه الطريقة للمتدربين بالشعور بما يشبه التفاعل مع الأنسجة والأعضاء والأدوات الجراحية.

لا تعتبر التغذية الراجعة اللمسية جزءًا متأصلاً في تقنية الواقع المعزز XR، ولكن يمكن دمجها في إعدادات الواقع المعزز. على سبيل المثال، فإن HapticVR يجمع جهاز المحاكاة من FundamentalVR بين بيئة XR والأجهزة اللمسية المتقدمة، مما يسمح للمتدربين بممارسة الخياطة وتقنيات الشق الجراحي وغير ذلك من خلال ردود فعل واقعية عن طريق اللمس. مثال آخر هو قفاز الإحساسقفاز لمسي قابل للارتداء يتيح للمستخدمين الشعور بالقوام والقوى أثناء التفاعل مع النماذج الافتراضية.

من خلال دمج التغذية الراجعة اللمسية في التدريب القائم على تقنية XR، يمكن للجراحين تحسين مهاراتهم الحركية وتطوير ذاكرة العضلات. ويساعد هذا المزيج من اللمس والتصور على محاكاة العمليات الجراحية الواقعية بشكل وثيق.

تقييم الأداء الفوري

كقاعدة عامة، تعتمد تقييمات الطلاب على المعلم ويمكن أن تكون ذاتية. على عكس طرق التغذية الراجعة التقليدية، يمكن لأنظمة XR تحديد الأخطاء بشكل فوري وموضوعي وتسليط الضوء على مجالات التحسين. يمكن للنظام اكتشاف الأخطاء بسرعة وتقديم المشورة بشأن تصحيحها، حتى لا ينقلها الطلاب إلى ممارستهم.

تخيل ممارسة عملية جراحية معقدة في بيئة افتراضية وتلقي ملاحظات فورية حول عوامل مثل الدقة أو التوقيت أو التقنية. يمكن للنظام أيضاً أن يشير إلى وجود زاوية شق غير صحيحة، أو استخدام غير صحيح للأدوات، أو التأخر في إكمال خطوة حرجة.

تشمل الأمثلة الواقعية أدوات مثل الأدوات التي سبق ذكرها FundamentalVRالذي يتتبع مقاييس الأداء مثل القوة المطبقة والدقة الإجرائية والكفاءة. بعد كل جلسة، يتلقى الطلاب ملاحظات مفصلة. مثال آخر أوسو في آرالتي تستخدم المحاكاة الافتراضية لتسجيل المتدربين على أدائهم الجراحي وتقديم رؤى قابلة للتنفيذ لمساعدتهم على التحسين.

فرص التدريب التعاوني

إن العمليات الجراحية ليست جهداً فردياً، بل هي مسعى جماعي يعمل فيه الجراحون والمساعدون والممرضون وأطباء التخدير معاً. إن الواقع الممتد في الممارسة الطبية يمكّن الفرق الجراحية من التدرب على العمليات الجراحية معاً وتحسين التنسيق.

على سبيل المثال، يوفر Osso VR ميزات تعاونية، مما يسمح لعدة مستخدمين بالانضمام إلى بيئة افتراضية مشتركة لمحاكاة العمليات الجراحية الجماعية. وباستخدام XR للتدريب التعاوني، يمكن للفرق الجراحية تبسيط سير العمل. إنها طريقة قوية لتعزيز التعاون بين أعضاء الفريق وتحسين نتائج المرضى.

تطبيقات الأشعة السينية الجراحية: الحالات البارزة

أثبت التدريب الجراحي بالواقع المعزز إمكاناته التحويلية في بعض المجالات الطبية الأكثر تعقيداً. فيما يلي الحالات البارزة التي تُظهر تأثيرها:

جراحة القلب

نشرت مجلة تقارير الحالات الجراحية حالة بارزة حيث مكنت الأشعة السينية الجراحين من تصوير التشريح الخاص بالمريض بتفاصيل غير مسبوقة. تم تشخيص مريض ذكر يبلغ من العمر 73 عاماً بمرض الشريان التاجي ثلاثي الأوعية من خلال التصوير المقطعي المحوسب والتصوير المقطعي المحوسب للأوعية التاجية. احتاجت هذه الحالة إلى جراحة ترقيع الشريان التاجي (CABG).

ولتعزيز التخطيط قبل الجراحة، استخدم الفريق الجراحي أداة الواقع الممتد مع خوارزمية مخصصة تعتمد على الذكاء الاصطناعي لتوليد نموذج ثلاثي الأبعاد خاص بالمريض للشرايين التاجية من بيانات التصوير المقطعي المحوسب. وفّر هذا النموذج تمثيلاً تشريحيًا ومرضيًا دقيقًا للنظام التاجي للمريض.

أدى دمج هذا النموذج ثلاثي الأبعاد في منصة XR إلى تمكين الفريق الجراحي من التفاعل مع عرض ثلاثي الأبعاد كامل لتشريح الشريان التاجي للمريض أثناء التخطيط قبل الجراحة والتوجيه أثناء الجراحة. وعززت أداة XR التوجيه المكاني وسهّلت تحديد موقع التضيقات بدقة وعززت كفاءة الجراح في العملية الجراحية.

جراحة المخ والأعصاب

أظهرت حالة أخرى رائدة نُشرت في مجلة جراحة الأعصاب كيف أن عزز XR العلاج لمريضة تبلغ من العمر 59 عامًا مصابة بنزيف داخل المخ بطول 3 سم في المهاد.

نظراً لموقع النزيف العميق الجذور، استفاد الفريق الجراحي من منصة الواقع الممتد لتعزيز كل من التخطيط قبل الجراحة والملاحة أثناء الجراحة. وباستخدام الواقع الافتراضي، أنشأوا نموذجاً ثلاثي الأبعاد مفصلاً لدماغ المريض، مما سمح لهم برسم المسار الجراحي الأمثل وتجنب البنى الحرجة بعناية.

أثناء الجراحة، وفرت تقنية الواقع المعزز تصوراً في الوقت الحقيقي لضمان التنقل الدقيق إلى موقع النزيف. مكّنت هذه التقنية من اتباع نهج تنظيري طفيف التوغل وإخلاء ناجح للنزيف دون التسبب في إصابة إضافية في الدماغ. تحمل المريض الإجراء بشكل جيد وأظهر تعافيًا كبيرًا في غضون 11 شهرًا.

حالة الاستخدام: محاكي تنظير المعصم بالواقع الافتراضي للجراحين

التدريب الطبي بالواقع المعزز: التحديات

في حين أن الواقع المعزز يُحدث تحولاً في التدريب الطبي بميزاته المبتكرة، إلا أنه يأتي أيضاً مع بعض التحديات:

قيود الميزانية

من العوائق الرئيسية التي تحول دون اعتماد التدريب الطبي بتقنية الواقع المعزز هي التكلفة العالية للأجهزة والبرمجيات. تتطلب سماعات XR المتقدمة والقفازات اللمسية والمنصات المتخصصة استثمارات كبيرة. وهذا يجعل أدوات الواقع المعزز بعيدة عن متناول كليات الطب والمستشفيات الأصغر حجماً. على سبيل المثال، يمكن أن يكلف نظام التغذية الراجعة اللمسية عالية الدقة عشرات الآلاف من الدولارات، دون احتساب تكلفة سماعات الرأس XR وتراخيص البرمجيات.

بالإضافة إلى ذلك، لا يكون دمج الواقع المعزز في برامج التدريب الحالية أو أنظمة المستشفيات سلسًا دائمًا، فهو يتطلب موارد إضافية لترقية البنية التحتية، مثل أجهزة الكمبيوتر القوية والمساحات المخصصة والدعم الفني.

ولمواجهة هذا التحدي، يمكن للمؤسسات أن تبدأ ببرامج تجريبية أصغر حجماً لدمج المزيد من أدوات الواقع الافتراضي تدريجياً. وبالتالي، يمكنها تقليل التكاليف الأولية والعمل على مواجهة تحديات التكامل التقني بمرور الوقت.

قبول المستخدم

حتى أفضل التقنيات لن يكون لها تأثير إذا كان الناس مترددين في استخدامها. قد يتردد العديد من الجراحين الممارسين وأخصائيي الرعاية الصحية في استثمار الوقت في تعلم كيفية استخدام أدوات الأشعة السينية، إما بسبب جداول الأعمال المزدحمة أو بسبب الشكوك حول فوائدها.

قد ينظر البعض إلى الواقع الافتراضي على أنه إضافة غير ضرورية إلى عبء العمل المتطلب بالفعل، بينما قد يفضل البعض الآخر طرق التدريب التقليدية التي اعتادوا عليها. ويتطلب التغلب على هذه المقاومة إظهار القيمة الملموسة للاستعراضات العضوية الثابتة وجعل عملية التعلم سهلة المنال قدر الإمكان.

تطوير المحتوى وتوحيده

يعد إنشاء محتوى تدريب عالي الجودة في مجال الواقع الافتراضي مهمة معقدة أيضًا. يتطلب تطوير عمليات محاكاة واقعية ونماذج تشريحية دقيقة وسيناريوهات تفاعلية جذابة خبرة متخصصة. كما أن عدم وجود مناهج موحدة وأساليب تقييم موحدة للتدريب القائم على الأشعة السينية يمثل تحديًا أيضًا.

ولمعالجة هذه المشكلة، فإن التعاون على مستوى الصناعة بشأن بروتوكولات التدريب الموحدة أمر ضروري لضمان الاتساق وتسهيل المقارنات بين المنصات والمؤسسات.

القيود التقنية

لا تزال تقنية XR الحالية تواجه قيودًا يمكن أن تؤثر على تجربة التدريب. وتشمل هذه القيود قيوداً في دقة الرسوم البيانية، وقوة المعالجة، ومجال الرؤية في سماعات الرأس، ودقة وموثوقية أنظمة التغذية الراجعة اللمسية. على سبيل المثال، في حين أن القفازات اللمسية يمكن أن توفر بعض الإحساس باللمس، إلا أنها قد لا تحاكي بشكل كامل الأحاسيس اللمسية المعقدة التي يتم اختبارها أثناء الجراحة الحقيقية.

ومع ذلك، تعمل التطورات المستمرة في تقنيات الواقع الافتراضي والواقع المعزز والواقع المعزز واللمسي على تحسين واقعية وموثوقية أنظمة الواقع الافتراضي. ومع استمرار تطور هذه التقنيات، يمكننا أن نتوقع المزيد من عمليات المحاكاة الغامرة والدقيقة في المستقبل القريب.

اقرأ دراسات الحالة الجديدة

الخاتمة

تعمل تقنية XR على تغيير التدريب الجراحي من خلال التغلب على حدود الأساليب التقليدية وجعل التعلم أكثر عملية. فهي تتيح للجراحين التدرب على مجموعة متنوعة من الحالات في بيئات خالية من المخاطر. تمهد هذه التقنية الطريق لتدريب طبي أكثر أماناً وابتكاراً. ومع استمرار تطور تقنية XR، فإنها ستلعب دوراً أكثر بروزاً في التعليم الطبي، مما يساعد الجراحين على اكتساب المهارات التي يحتاجونها لتقديم رعاية ممتازة للمرضى.