La réalité virtuelle (VR) n'est-elle qu'un jouet de haute technologie pour les joueurs ? Les médecins sont prêts à discuter. Les technologies qui plongent une personne dans un monde créé artificiellement sont utilisées dans de nombreux domaines de la médecine - de la chirurgie à la rééducation des patients après un AVC.
Voir la lumière
En 2016, des neurochirurgiens du CHU d'Angers ont retiré une tumeur au cerveau pour la première fois au monde à l'aide d'un appareil de réalité virtuelle. La VR a déjà été utilisée dans de telles opérations - par exemple, pour la simulation visuelle de la situation. Mais cette fois, le monde virtuel est devenu un "outil" chirurgical à part entière.
Pour cela, les médecins n'avaient pas besoin de porter des lunettes spéciales de réalité virtuelle au bloc opératoire. Le casque a été mis par le patient: pendant l'intervention, il est resté conscient. Il faut rendre hommage au courage de cet homme. A cause d'une tumeur, un de ses yeux avait déjà perdu la vue au moment de l'opération, de sorte que la moindre erreur des chirurgiens pouvait rendre le patient aveugle. Cependant, c'est ce danger qui a poussé les médecins à adopter une solution non standard.
Certes, il était nécessaire de surveiller l'état du patient le plus précisément possible, les médecins ont donc combiné les deux techniques de surveillance. Tout d'abord, l'activité cérébrale a été enregistrée en utilisant la méthode d'électroencéphalographie habituelle utilisant des électrodes. Dans un second temps, un environnement virtuel particulier a été modélisé pour l'opération: des objets lumineux apparaissaient de temps en temps dans le champ de vision, le patient les suivait d'un œil sain. Cela a permis d'établir exactement quelles parties du cerveau sont activées. Les chirurgiens ont retiré avec succès la tumeur sans affecter ces zones. Des examens répétés quelques semaines plus tard ont montré que la vision n'était pas affectée.
Les médecins d'Angers sont convaincus que la méthode de contrôle VR pendant les opérations évoluera avec la technique. Mais la réalité virtuelle peut-elle guérir toute seule ? Pour répondre à cette question, découvrons comment fonctionne le monde des illusions et comment y arriver.
La route de la virtualité
Les premiers pas vers la création d'un "monde" artificiel ont été faits par la peinture classique. À la fin du XVIIIe siècle, apparaissent des peintures panoramiques, où de nombreuses scènes, étirées dans une bande de fermeture, entourent littéralement le spectateur, créant la sensation d'un anneau d'horizon. Pour les panoramas, des bâtiments arrondis spéciaux ont été érigés - c'est là que se trouvait la célèbre "Défense de Sébastopol".
Le vrai prototype des lunettes modernes et des casques de réalité virtuelle est apparu à la fin des années 1830. Un appareil appelé « stéréoscope » permettait de visualiser des photographies en volume. Pour cela, une paire stéréo a été créée - deux photos légèrement différentes du même objet (par exemple, prises à partir de deux points à une courte distance l'un de l'autre). Si vous les disposez de manière à ce que l'œil de chaque personne ne voit qu'une seule photo, une image « chevauche » l'autre, créant un effet tridimensionnel. Le "tourisme virtuel" était particulièrement populaire: les gens pouvaient passer des heures à regarder des photos de sentiers forestiers et d'allées de parcs s'enfonçant dans les profondeurs.
La "technologie VR" la plus impressionnante du milieu du 20e siècle est probablement le cinéma personnel Sensorama. L'appareil ressemblait à des simulateurs de machines à sous modernes, mais il impliquait tous les sens de l'utilisateur à la fois. Des images en trois dimensions ont clignoté sur l'écran, accompagnées d'un son stéréo, la chaise sous le spectateur a vibré. En plus de cela, Sensorama a généré des odeurs et un souffle de vent au bon moment. Cependant, le simulateur n'a pas eu beaucoup de succès.
Les casques de réalité virtuelle modernes, bien sûr, ne se comparent pas à leurs "ancêtres" analogiques. Ces appareils fonctionnent magistralement avec nos sens. Des paysages 3D spectaculaires pour la vue, pour une conception sonore auditive avec des haut-parleurs multicanaux. Pour que le spectateur puisse interagir avec des objets virtuels comme avec des choses réelles, des gants spéciaux et des combinaisons VR entières sont utilisés, qui transmettent la chaleur, les vibrations et les sensations tactiles. Le développement d'appareils modernes reproduisant les odeurs est en cours. Le plus souvent, ils mélangent plusieurs solutions parfumées selon le programme établi et évaporent progressivement le mélange au bon moment.
Aujourd'hui, tout cela est demandé principalement dans l'industrie du divertissement. Que de possibilités de jeux informatiques interactifs ! Il existe des simulateurs de vol et des combats sur des armes virtuelles soigneusement rendues. Mais rappelez-vous que l'environnement artificiel est capable de plus que divertir.
Anatomie 3D
Le médecin est l'une de ces professions où l'éducation joue non seulement un rôle décisif, mais, en fait, ne se termine jamais. Tant l'étudiant que le spécialiste ont besoin d'énormes quantités d'informations et d'une pratique constante. La réalité virtuelle peut faire les deux.
Déjà, de nombreuses universités médicales dans le monde utilisent des applications virtuelles pour des atlas anatomiques familiers. Les élèves examinent les images volumétriques en détail, en agrandissant les zones souhaitées. Et sur les organes 3D, vous pouvez simuler les processus qui se déroulent dans le corps humain - par exemple, voir comment le sang circule dans les vaisseaux.
Les technologies VR aideront les futurs chirurgiens à se préparer au travail en salle d'opération. La prise de vue panoramique remplace les enregistrements vidéo des opérations. En avril 2016, les médecins du Royal London Hospital ont réalisé une retransmission panoramique à part entière de l'opération pour la première fois au monde. Les images de plusieurs caméras ont été combinées en un «cercle» afin que les téléspectateurs puissent basculer à la recherche du point de vue le plus confortable. Cette technologie ne peut pas être qualifiée de réalité virtuelle dans son intégralité, car en réalité virtuelle, le spectateur interagit généralement avec des objets. Mais les images panoramiques pourraient être l'épine dorsale des applications de simulation médicale que les étudiants peuvent utiliser pour perfectionner leur technique. De plus, il s'agit d'une étape importante vers le développement de la formation à distance pour les médecins partout dans le monde.
Le remède contre la peur
Curieusement, la réalité virtuelle a commencé à être utilisée directement dans le processus de traitement avant même l'apparition des atlas et vidéos « volumétriques ». Dans les années 1990, des psychologues et des psychiatres ont attiré l'attention sur la technologie naissante. Une décennie plus tôt, les médecins avaient inventé le concept de trouble de stress post-traumatique (TSPT), une maladie grave qui survient parfois chez ceux qui sont confrontés à une situation traumatisante.
Le SSPT était à l'origine connu sous le nom de « syndrome du Vietnam » parce qu'à la fin des années 1970, il était le plus souvent diagnostiqué chez les soldats revenant de la guerre en Asie du Sud-Est. Plus tard, il s'est avéré que ce trouble affecte également les personnes ayant subi une maladie grave ou des violences domestiques. Le niveau d'anxiété parmi les victimes du SSPT était extrêmement élevé, elles avaient de temps en temps des flashbacks effrayants, ou, à l'inverse, certaines périodes de leur vie tombaient complètement dans l'oubli.
À la fin des années 1990, la psychologue Barbara Rothbaum a travaillé avec des vétérans de la guerre du Vietnam atteints du SSPT. Barbara et ses collègues ont créé des modèles virtuels de lieux qui ont du sens pour l'un des patients. Le premier modèle était un hélicoptère survolant le Vietnam, le second était une petite clairière dans la jungle. Ces modèles complétaient les séances de thérapie par exposition, une méthode dans laquelle le patient commence à interagir progressivement avec des images effrayantes. Au fil du temps, la psyché s'y adapte et la peur recule. Selon les médecins, après une thérapie utilisant la réalité virtuelle, l'anxiété du patient Rothbaum a diminué de 34%. Le vétéran lui-même a estimé la baisse encore plus, à 45%.
Aujourd'hui, la réalité virtuelle permet de faire face à de nombreux troubles mentaux. Elle complète la thérapie d'exposition dans le traitement des phobies: par exemple, ceux qui sont affolés par les hauteurs peuvent « visiter » le toit d'un gratte-ciel, tout en sachant qu'ils sont en fait en toute sécurité.
La réalité virtuelle aide également les personnes souffrant de paranoïa et de troubles similaires. Une étude récente menée par des scientifiques de l'Université d'Oxford a montré que répéter des situations effrayantes dans un environnement virtuel réduit considérablement la peur dans la réalité. Au cours de l'expérience, 30 personnes souffrant d'un délire aigu de persécution ont « communiqué » avec des interlocuteurs virtuels dans plusieurs situations simulées - dans un ascenseur ou une voiture de métro. Les gens étaient divisés en deux groupes: dans le premier, les participants utilisaient les techniques défensives habituelles lors de la « communication », dans le second ils les refusaient. La formation dans un environnement VR a aidé: 20% des participants du premier groupe ont ressenti une diminution significative de l'anxiété et plus de 50% dans le second.
Illusion contre la douleur
Les techniques de réalité virtuelle facilitent non seulement la condition mentale mais aussi la condition physique. Par exemple, dans le service des grands brûlés du Loyola University Hospital dans l'Illinois, la RV est utilisée depuis plusieurs années avec des analgésiques. Lors d'interventions douloureuses, les patients jouent au simulateur SnowWorld. Il s'agit d'une bataille virtuelle de boules de neige se déroulant dans un paysage hivernal semi-fantastique avec des rivières gelées, des bonhommes de neige et des pingouins. Le joueur doit se concentrer sur l'accomplissement des tâches, il est donc involontairement distrait des sensations physiques. Des études IRM ont confirmé que la douleur est en fait moins perçue pendant le jeu.
Un autre simulateur, Virtual Meditative Walk, vous aide à gérer la douleur chronique. La séance ressemble à ceci: le patient marche lentement sur le tapis roulant, en observant le paysage qui change progressivement. La promenade virtuelle complète la soi-disant « méditation de pleine conscience », au cours de laquelle une personne se concentre complètement sur son état actuel, sans penser au passé ou au futur.
L'état physique et les réactions du patient sont surveillés en permanence par des moniteurs. Ils mesurent des indicateurs qui indiquent les niveaux de stress, tels que la température corporelle et la fréquence cardiaque. Au début de la "marche", les montagnes virtuelles alentour sont enveloppées de brouillard, mais au fur et à mesure que le patient se concentre et se calme, le brouillard se dissipe. Cela permet aux patients de se concentrer plus facilement et, par conséquent, d'accorder moins d'attention à la douleur.
Retour à la vie
Les technologies de réalité virtuelle sont non seulement capables de guérir, mais elles sont également capables de restaurer de nombreuses fonctions corporelles après une maladie grave. La direction principale de ces développements est la rééducation après un AVC. La réalité virtuelle devient une partie importante de la thérapie physique, aidant à retrouver la liberté de mouvement perdue.
En 2015, cette technique a été testée avec succès à l'hôpital Val d'Hébron de Barcelone. L'une des participantes à l'étude était Gloria Bou Ferreiro, qui a eu un accident vasculaire cérébral immédiatement après l'accouchement. La femme était pratiquement paralysée: le corps ne lui obéissait pas, elle pouvait à peine parler. Pendant plusieurs mois, Gloria a participé à un programme de rééducation, qui comprenait également un jeu VR nouvellement développé.
La patiente devait interagir avec des objets sur l'écran en déplaçant ses paumes avec des capteurs qui leur étaient attachés. Au début, la tâche semblait impossible, mais au fil du temps, Gloria a maîtrisé de nombreux niveaux du jeu, y compris un analogue virtuel du bowling. « Le programme de rééducation s'est avéré vraiment motivant. Je pourrais perfectionner mes mouvements de main, sans m'en rendre compte, de manière absolument naturelle », explique la femme. L'auto-apprentissage à la maison après le retour de l'hôpital est extrêmement important pour ceux qui ont subi un AVC. Maintenant que le programme a prouvé son efficacité, ils prévoient de l'utiliser dans toute l'Europe.
Faites comme chez vous
Personne n'aime mentir à l'hôpital - vous ne pouvez pas contester cela. Mais même une chambre d'hôpital peut être rendue moins ennuyeuse en se tournant vers la réalité virtuelle.
Des développeurs néerlandais ont créé VisitU pour les enfants qui passent beaucoup de temps à l'hôpital et manquent à la maison, aux parents et aux amis. Pour que l'application fonctionne, il faut une caméra panoramique, elle capte tout ce qui se passe à la maison ou en classe et transmet l'image à un casque VR. Un environnement familier entoure littéralement l'enfant et permet d'oublier les procédures et les analyses au moins pendant un certain temps.
Obstacles virtuels
Les logiciels et le matériel évoluent rapidement, et les techniques de réalité virtuelle occupent une place prépondérante dans la plupart des revues sur les « technologies du futur ». Les perspectives sont-elles vraiment si excitantes et sans nuages ? Bien sûr, il existe certains obstacles à la réalité virtuelle.
L'un des principaux problèmes techniques est "l'effet mal des transports", qui se produit lorsqu'un casque VR est connecté à un ordinateur pas très puissant. Lorsque l'appareil « ralentit » et lit moins de 90 images par seconde, des « lacunes » apparemment imperceptibles apparaissent dans l'image et l'utilisateur commence à ressentir une légère nausée.
Les fabricants de casques et de lunettes de réalité virtuelle luttent depuis longtemps contre cet effet. En octobre 2016, les développeurs de l'un des casques Oculus Rift les plus populaires ont proposé une nouvelle solution au problème. Si l'ordinateur n'a pas assez de puissance, la technologie de "remplissage asynchrone des trames perdues" est connectée. Le logiciel analyse les trames adjacentes au "gap" et synthétise une nouvelle trame intermédiaire à partir de celles-ci. Cette méthode réduira les besoins en énergie des ordinateurs et rendra la réalité virtuelle plus accessible.
Un certain nombre de problèmes sont associés à l'état physique des patients. Les technologies VR sont encore très jeunes, ce qui signifie que leur impact n'est pas bien compris. Mais déjà maintenant, de nombreux médecins insistent sur le fait que l'immersion dans la réalité virtuelle peut être dangereuse pour les personnes atteintes d'épilepsie et d'autres diagnostics. Cela ne signifie pas que l'utilisation de la réalité virtuelle en médecine devra être abandonnée - nous attendons plutôt de nouvelles recherches sur les possibilités de la réalité virtuelle.
Qu'est-ce qui attend la médecine VR ?
Les technologies deviennent de plus en plus accessibles et diversifiées, de sorte que dans un avenir proche, la réalité virtuelle gagnera en popularité d'année en année. Selon les prévisions de la société d'études MarketsandMarkets, le marché des technologies de réalité virtuelle pourrait atteindre près de 34 milliards de dollars d'ici 2022 (en 2015, la capacité de ce marché était de 1,37 milliard de dollars).
La popularité croissante de la technologie en général affectera son utilisation en médecine. De nouvelles méthodes d'utilisation de la réalité virtuelle dans le traitement et la rééducation apparaîtront. Certes, de nouvelles solutions techniques ne se feront pas attendre: l'effet de présence deviendra encore plus tangible.
Pourquoi de nouvelles façons d'utiliser la réalité virtuelle en médecine se développent-elles partout dans le monde ? Il ne s'agit pas seulement de ses propriétés analgésiques et sédatives. La réalité virtuelle implique le patient dans le processus de traitement, le fait se sentir non pas un objet de manipulation médicale, mais un allié du médecin. En effectuant des tâches en VR, une personne réalise la responsabilité de sa propre santé et voit que ses possibilités sont beaucoup plus larges qu'il n'y paraît. Il ne faut pas oublier que la plupart des programmes de réalité virtuelle médicale sont des jeux. Le jeu captive, donne de nouvelles sensations, dilue la routine hospitalière.
Comme toute technologie médicale, la réalité virtuelle est sur le point d'être rigoureusement testée. Il est nécessaire de vérifier quel effet il a sur les patients à long terme, à quel point son effet sera persistant. Ces études peuvent limiter considérablement l'utilisation de la RV, ou, au contraire, aider à de nouveaux développements. Il n'y a aucun doute sur une chose: de vraies découvertes nous attendent dans le monde virtuel.