Роль метавселенных в развитии современной цифровой медицины

В современную цифровую медицину постепенно проникают такие технологии, как виртуальная реальность, искусственный интеллект, цифровые двойники, интернет вещей и блокчейн. При этом система здравоохранения все больше сталкивается с проблемами, связанными с недостатком и перегруженностью специалистов. Эти обстоятельства являются важными предпосылками для появления и развития медицинских метавселенных, в рамках которых будут разработаны и внедрены новые методы диагностики и лечения заболеваний.

Введение

Концепция метавселенных появилась два десятилетия назад. С идеологической точки зрения, она берет свое начало в новелле американского математика и профессора Вернора Винджа (Vernor Vinge), увидевшей свет под названием «Настоящие имена» в 1981 году. В ней впервые был предложен виртуальный мир, в котором человек может существовать благодаря интерфейсу мозг-компьютер.

Эта концепция получила дальнейшее развитие в романе «Снежная авария», написанном американским писателем-фантастом Нилом Стивенсоном (Neal Stephenson) в 1992 году. В нем описывается поколение людей, живущих в виде аватаров в кибернетическом мире интернета.

Появление метавселенных в виде реальной технологии открыло безграничные возможности в различных областях деятельности человека. Первоначально это касалось исключительно сферы досуга и развлечений. Однако достаточно быстро метавселенные начали оказывать существенное влияние на журналистику, розничную торговлю и искусство.

Проникновение этой технологии в медицину связано с существующими проблемами в диагностике и лечении заболеваний. Например, пациенты, страдающие хроническими неинфекционными заболеваниями (рак, хроническая обструктивная болезнь легких, сердечно-сосудистые заболевания и астма) сталкиваются с недостатком врачей общей практики. Метавселенные способны не только решить эти проблемы, но и привести к появлению принципиально новых направлений здравоохранения, основанных на виртуальной и дополненной реальности (VR/AR), блокчейне и искусственном интеллекте.

Развитие метамедицины

Предполагается, что медицинские метавселенные (метамедицина) пройдут в своем формировании четыре фазы:

1. Первым этапом станет построение статической геометрической модели реального мира, включая больницы и медицинское оборудование.
2. Затем виртуальным мир начнет приближаться к реальному за счет бесконечного увеличения детализации. Одновременно будет налажена информационная связь между реальным и виртуальным мирами, которая с помощью сенсорных устройств обеспечит взаимодействие в режиме реального времени между врачами и пациентами.
3. На третьем этапе будет создан мир смешанной медицинской реальности и начнет стираться граница между виртуальным и реальным мирами. Например, в амбулаторных условиях врач сможет общаться с пациентом, носящим устройство расширенной реальности (XR), которая объединяет дополненную реальность (AR), виртуальную реальность (VR) и смешанную реальность (MR).
4. И, наконец, на четвертом этапе развитие технологий компьютерного моделирования, интерфейсов мозг-компьютер (BCI) и искусственного интеллекта (AI) приведут к появлению новых концепций и методов диагностики и лечения в рамках метамедицины.

Двумя наиболее важными группами пользователей медицинских метавселенных станут врачи и пациенты. Они будут представлены в виртуальном мире через своих цифровых двойников. Цифровой аватар пациента будет формироваться в режиме реального времени из личной информации, изображений и медицинских данных. Врачи и пациенты смогут общаться в метавселенных, легко преодолевая временные и пространственные ограничения.

Медицинские метавселенные будут обеспечивать пользователям доступ к цифровому миру в режиме реального времени, интеграцию виртуального и реального миров, а также децентрализацию за счет использования блокчейна и невзаимозаменяемых токенов (NFT), которые позволят осуществлять создание, проверку и транзакции цифровых ресурсов.

Современная цифровая медицина уже делает успехи на пути к цифровизации. Например, в Китае медицинские исследования в области респираторных заболеваний с использованием интернета вещей позволили накопить опыт, который нашел свое применение в клинической практике. Искусственный интеллект помогает в ранней диагностике рака легких, лечении хронической обструктивной болезни легких, астмы и других хронических заболеваний. Облачные вычисления заложили прочную основу для увеличения возможностей по обработке клинических данных.

Преимущества медицинской метавселенной

Наиболее важной особенностью метамедицины является слияние реального и виртуального пространства–времени, благодаря использованию расширенной реальности (XR) и интерфейсов мозг-компьютер (BCI). Когда виртуальный мир достигнет критической степени приближения к реальной медицинской среде, высокого уровня моделирования и обеспечит эффект присутствия, виртуальная реальность сможет предоставить пациентам и врачам качественно новый медицинский опыт, который позволит применять инновационные методы лечения заболеваний.

Данные последних исследований показывают, что виртуальная среда способна в корне изменить методы терапии психических нарушений, таких как депрессия, тревога, когнитивные расстройства, шизофрения и аутизм. Виртуальный мир способен обучать пациентов социальным, поведенческим и коммуникативным навыкам, а также повышает их способность к самообслуживанию.

Медицинские метавселенные обладают значительным потенциалом в сфере образования и специализации персонала. Кроме того, хирурги могут использовать средства визуализации дополненной реальности для объяснения сложных медицинских вопросов пациентам с помощью 3D-визуализации.

В рамках метамедицины, искусственный интеллект способен генерировать информацию в режиме реального времени в соответствии с развитием заболевания пациента, а также обеспечивать врачу своевременную обратную связь, необходимую для диагностики и лечения.

Пандемия коронавируса и проблемы метамедицины

Пандемия коронавируса ускорила внедрение цифровых технологий, таких как массовый скрининг населения, быстрое отслеживание контактов, управление цепочками поставок вакцин и лекарств, удаленные консультации и электронная коммерция. Облачные технологии предоставили ресурсы для хранения и обработки данных, связанных с COVID-19, что позволило повысить безопасность, качество и эффективность медицинского обслуживания. С точки зрения удаленного мониторинга и лечения оказался полезен интернет вещей. Большие массивы данных и искусственный интеллект способствовали принятию мер предосторожности против COVID-19 и отслеживанию людей. Сотовые телефоны, приложения для мобильных платежей и социальные сети позволили собирать данные о местоположении людей в режиме реального времени, и эти данные использовались для построения моделей машинного обучения. В свою очередь, технология блокчейна облегчила проверку и управление конфиденциальными данными, такими как иммунный статус.

В то же время, опыт использований цифровой медицины во время пандемии выявил скрытые опасности новых технологий. Прежде всего, это касается вопросов личной конфиденциальности, защита которой является основополагающей обязанностью медицинского персонала. Оказалось, что интернет, облачные данные и виртуальная реальность несут в себе такие риски для конфиденциальности пациентов, которые трудно или даже невозможно предсказать. Это выдвигает требования к метамедицине по заблаговременной разработке и внедрению систем защиты конфиденциальности. Примером меры такой защиты может служить создание копий некоторых частей виртуального мира и копий цифровых двойников пациентов, которые остаются невидимыми для всех, кроме лечащего врача.

Другой потенциальной проблемой является недобросовестное использование пользователями своих аватаров. Речь идет о вторжении в частную жизнь пациентов, а также манипулировании виртуальной информацией с целью влияния на их реальную жизнь.

К числу важных аспектов, требующих рассмотрения, относится стандартизация, необходимая для совместимости различных платформ метавселенных. Установление таких стандартов уже занимаются международные организации, в частности Open Metaverse Interoperability Group (OMIG).

Заключение

Метавселенные откроют безграничные возможности для здравоохранения и обеспечат дальнейшее развитие цифровой медицины. В основе их реализации лежит развитие таких технологий, как передача данных с помощью 5G, создание цифровых двойников, искусственный интеллект, виртуальная реальность и блокчейн. Комплексные медицинские знания и данные будут представлены в удобной и интуитивно понятной форме. Дорогостоящее медицинские процедуры, эксперименты и обучение будут осуществляться удаленно с помощью цифровых аватаров, обеспечивающих эффект присутствия. Пациенты и врачи смогут обмениваться информацией внутри метавселенной, что приведет в конечном итоге к интеграции виртуального и реального миров.

Однако развитие цифровых технологий имеет несет в себе и скрытые риски. Медицинская область отличается уникальными этическими правилами. Требует дальнейшего изучения вопрос о защитите конфиденциальности и личной информации пациентов, а также о разумной системе контроля и управления в рамках медицинских метавселенных.