В какой отрасли медицины применяются виртуальные ретинальные дисплеи
Чем VR и AR полезны для системы здравоохранения? Они способны обеспечить экономию денег и времени, эпидемиологическую безопасность, активную наработку опыта в сложных операций. Для пациентов это, прежде всего, удобство, психологический комфорт и новый опыт. Они с большей мотивацией проходят лечение и реабилитацию, и это влияет и на результат.
Технологии виртуальной реальности стали постепенно проникать в медицину в 1990-х. Первыми появились VR-симуляторы для хирургов и программы реабилитации. В 1991 году увидел свет хирургический тренажер Green Telepresence. С помощью этой системы врачи смогли упражняться в использовании скальпеля и зажимов на виртуальном теле.
В это же время было впервые проведено лечение ПТСР (посттравматического расстройства) с использованием VR. Психолог Барбара Ротбаум работала с ветеранами Вьетнамской войны. Она вместе с коллегами создавала модели мест, в которых клиент некогда испытал эмоциональное потрясение. Например, это был вертолет, летящий над Вьетнамом, и поляна в джунглях. VR-технологии использовались в сочетании с экспозиционной терапией. Больные ПТСР могли взаимодействовать с источником своей тревоги, находясь в полной безопасности. Выяснилось, что такое сочетание эффективно в преодолении болезненных страхов и триггеров.
В 2015 впервые провели успешную реабилитацию после инсульта с помощью VR. В госпитале Валь д’Эброн в Барселоне поставили на ноги женщину, которая пережила инсульт сразу после родов. Глория была почти полностью парализована: тело не слушалось ее, она едва могла говорить. Через несколько месяцев лечения ей прописали VR-игру. Нужно было прикасаться к предметам на экране. Поначалу у Глории ничего не получалось, но со временем она освоила несколько уровней игры, включая аналог боулинга.
В 2016 году в Королевском лондонском госпитале прошла первая VR-трансляция хирургической операции. Более 13 тысяч студентов наблюдали в режиме реального времени за удалением раковой опухоли. Хирург работал в очках Google Glass, видел вопросы студентов в периферийном окне и устно отвечал на них.
Одновременно с этими событиями появлялись и развивались десятки проектов в сфере VR и AR. И до сих пор это остается областью экспериментов. История дополненной и виртуальной реальности в медицине еще не написана. Систематизация этого опыта только предстоит.
Виртуальный ретинальный монитор (Virtual retinal display, VRD; retinal scan display, RSD) — технология устройств вывода, формирующая изображение непосредственно на сетчатке глаза. В результате пользователь видит изображение, «висящее» в воздухе перед ним [1] .
История
В предшественниках VRD изображение формировалось непосредственно перед глазом пользователя на маленьком «экране», обычно в виде больших очков. Неудобство этих систем было связано с малым углом обзора, большим весом устройств, необходимостью фокусировки глаза на определенной «глубине» и низкой яркостью.
Технология VRD стала возможной благодаря нескольким разработкам. В частности, это появление LED-систем высокой яркости, позволившие видеть изображение при дневном свете, и появление адаптивной оптики.
Первые образцы VRD были созданы в Университете Вашингтона (Лаборатория технологий интерфейса пользователя) в 1991 году. Большая часть подобных разработок была связана с системами виртуальной реальности [2] .
Позже возник интерес к VRD как к устройству вывода для портативных устройств. Рассматривался такой вариант использования: пользователь помещает устройство перед собой, система обнаруживает глаз и проецирует на него изображение, используя методы компенсации движения. В таком виде небольшое VRD-устройство могло бы заменить полноразмерный монитор.
Использование
Механизм
На обычном экране создается реальное изображение. Реальное изображение либо отображается напрямую, либо, как в случае шлемов виртуальной реальности (в них устанавливается система, аналогичная человеческой оптике), оно проецируется через оптическую систему и отображается результирующее виртуальное изображение. Проекция перемещает виртуальное изображение на расстояние, позволяющее глазу удобно сфокусироваться. В RDV никогда не создается реальное изображение. Скорее, изображение формируется непосредственно на сетчатке глаза пользователя. Блок-схема RDV показана на рисунке выше.
Для создания изображения с помощью RDV используется источник фотонов (или три источника в случае цветного дисплея) для генерации когерентного луча света. Использование когерентного источника (например, лазерного диода ) позволяет системе рисовать на сетчатке дифракционно-ограниченное пятно . Интенсивность светового луча модулируется, чтобы соответствовать интенсивности формируемого изображения. Модуляция может быть выполнена после генерации светового луча. Если источник имеет достаточную полосу пропускания, как в случае с диодным лазером, источник можно модулировать напрямую.
Луч, полученный в результате модуляции, сканируется, чтобы поместить каждую точку изображения или пиксель в точное место на сетчатке . Возможны различные шаблоны сканирования. Развертку можно использовать в каллиграфическом (векторном) режиме, когда линии, составляющие изображение, рисуются напрямую, или в растровом режиме, как на многих стандартных компьютерных мониторах или телевизорах. Использование растрового метода сканирования изображения позволяет использовать VRD стандартными видеоисточниками. Чтобы нарисовать растр, горизонтальный сканер перемещает световой луч, чтобы нарисовать ряд пикселей. Затем вертикальный сканер перемещается по световому лучу на следующую строку, где будет отрисовываться еще один ряд пикселей.
После сканирования оптический луч света может правильно спроецироваться в глаз пользователя. Цель состоит в том, чтобы выходной зрачок RDV был в одной плоскости с входным зрачком глаза. Хрусталик и роговица глаза могут затем сфокусировать луч на сетчатке , образуя пятно. Положение на сетчатке , где фокусируется глаз, определяется углом, под которым свет попадает в глаз. Последняя определяется сканером и постоянно меняется в зависимости от рисунка экрана. Яркость сфокусированного участка определяется путем модуляции интенсивности света, и с модулированной интенсивностью для каждого участка, сфокусированного по направлению к глазу, изображение рисуется на сетчатке . Настойчивость взгляда на изображении остается непрерывной и стабильной.
Наконец, электронный драйвер синхронизирует сканер и интенсивность модуляции с входящим видеосигналом, так что создается изображение, которое создается изображением. [ 1 ]
Приложения
Онлайн-трансляция операции
В 2016 году в Королевском Лондонском Госпитале была проведена операция по удалению раковой опухоли с использованием VR-технологий, которую транслировали для 13 тысяч студентов-медиков. Хирург находился при этом в VR-очках Google Glass. Зрители наблюдали за его действиями и задавали вопросы в процессе трансляции операции. Профессор Шафи Ахмеде видел их в периферийном окне очков, а отвечал уже в устной форме.
Использование очков виртуальной реальности помогает специалистам получать всю информацию о состоянии оперируемого в режиме реального времени. Так, сотрудники из Университета Дьюка (США) создали очки Hololens. Их надевает хирург, а они передают данные компьютерной томографии на голову пациента во время операции на мозг. Это позволяет врачу видеть, где находится его инструмент.
Анестезия виртуальной реальностью
Интересную идею использования VR-технологий в медицине предложил американский психолог Хантер Хоффман. Виртуальное обезболивание с помощью зимнего пейзажа — вот какую идею выдвинул профессор. Проведенные эксперименты для больных с ожогами показали, что вид холодного снега обманывает мозг пациентов, снижая болевые ощущения. Использовались такие 3D-очки во время смены повязок, чтобы притупить болезненные ощущения.
Виртуальные технологии помогают значительно расширить возможности в сфере медицины — как в плане обучения, так и в плане терапии. Ведущие разработчики электроники постоянно улучшают VR-технологии для достижения высоких результатов.
Статья нашей компании Seven Winds Studio от сотрудника - эксперта по VR/AR технологиям. Рассмотрим технологии виртуальной и дополненной реальности в медицине.
Зачастую у людей встречаются такие расстройства как: тахикардия, панические атаки, асоциальное поведение, тревога, а также психологические травмы после насилия, ДТП и т.д. С помощью VR/AR приложений пациенты получают курс восстановительной терапии.
Для проведения неврологических тестов использование VR - довольно эффективный инструмент.
Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Сибирского государственного медицинского университета объявили о ведущейся разработке системы ранней диагностики нейродегенеративных заболеваний - метод основан на технологиях виртуальной реальности. При помощи VR очков проведен опыт с человеком, у которого Болезнь Паркинсона. Пациента погружают в виртуальную среду, специальные сенсоры, закреплённые на теле, отслеживают движение тела, если человек легко выходит из равновесия и не может вновь вернуться в него, значит присутствуют осложнения, при которых необходимо обратиться к врачу. Работу системы проверили около 50 добровольцев. Среди участников присутствовали и здоровые люди. Благодаря системе можно узнать, насколько состояние человека далеко от здорового.
Конечная стоимость системы неизвестна, но стоить будет в разы дешевле, чем зарубежные аналоги и будет доступной для российских больниц. Систему можно будет использовать для реабилитации пациентов и диагностики заболеваний.
Так же есть и шведские ученые, которые раскрыли один из методов уменьшения боли при помощи VR технологий.
Макс Ортиз Каталан из Технологического университета Чалмерса вместе с коллегами работал с 14 инвалидами, облегчить боли которых не смогли ни медикаменты, ни имплантаты, ни акупунктура, ни любые другие известные варианты терапии. В виртуальной реальности вместо повреждённых частей тела добавляются 3D модели работоспособных частей тела, которые отображаются в VR очках пациента. Методика с хорошей стороны показала себя на опыте. Допустим: после потери конечностей программа подстраивает недостающую часть тела. Когда человек начинает движение - происходит реактивация зон мозга, которые когда-то были ответственными за управление ныне отсутствующей конечностью. Данная методика помогла восстановиться людям от боли в среднем на 50%.
Стоит дополнить и такое открытие как обман мозговой деятельности. В медицине существует термин «плацебо». Что-бы было более понятно - это вещество, которое не имеет никаких лечебных свойств, оно используется для имитации лекарственных средств. Например: если человеку на протяжении определенного времени будут давать таблетку, которая поможет избавиться от неприятных ощущений, а после препарат заменят пустышкой - то благодаря действию условных рефлексов мозг самостоятельно настраивает организм на желаемый эффект. Реакция на пустышку будет аналогичной – центр мозговой активности автоматически воспроизводит знакомый эффект, а дополненная реальность позволит показать пациенту как организм борется, уничтожая бактерии и вирусы, тем самым задействовав в мозгу представление об их работе. VR может перенести больного в вымышленный мир, где он здоров. Ожидается, что подобный метод ускорит выздоровление человека.
Дополненная реальность с положительной стороны показала себя в образовательных целях.
Компания Vipaar сосредоточили свое внимание на хирургии. Инженеры создали АR-очки, которые снимают происходящее в хирургической палате и ретранслируют удаленному хирургу, а тот в свою очередь, используя AR-очки, может корректировать действия врача, работающего в операционной. Руки врача проецируются на дисплей первого специалиста, совершающего операцию, попутно осуществляется звуковая коммуникация.
В ARnatomy к вопросу образования стажеров подошли с другой стороны – инженеры промаркировали учебный набор костей, создали программное обеспечение, распознающее штрих-код и проецирующее информацию о предмете на экраны гарнитуры. Оптическое распознавание в сочетании с очками дополненной реальности превратило изучение элементов скелета в интерактивный процесс, который легко запоминается и усваивается.
VR помогает реабилитировать людей с нарушением в работе опорно-двигательного аппарата. Инженеры и ученые активно работают над созданием экзоскелета. Экзокостюм оснащён устройством для отслеживания движений и поддерживает руки пользователя, чтобы мышцы не уставали. Исследователи утверждают, что такое управление более интуитивное и эффективное, нежели с помощью традиционного контроллера. Для направления процедуры в правильное русло, используется виртуальная реальность.
Так же стоит отметить такую компанию как AccuVein, сотрудники данной компании разработали сканер, который просвечивает кожу человека, отображает вены на поверхность, тем самым помогает врачам не допустить ошибку. Чтобы сделать укол - нужно вначале найти вену, для того, чтобы поставить капельницу - тоже нужно найти вену. В некоторых случаях поиск вены — реальная проблема для некоторых пациентов, у которых сосуды не слишком явно видны под кожей. В дальнейшем сканер поможет при обучении медицинского персонала и ежедневном обслуживании пациентов, сократит количество ошибок в проведении процедур (установке капельниц, введению лекарств внутривенно и забору анализов), на сегодняшний день видна статистика, в которой свыше 40% процедур проводится ни с первого раза. Что теперь станет поправимо.
Благодаря AR и VR разработкам медицинский персонал стало намного проще обучать. Операцию возможно делать непосредственно в VR, тем самым интерн набивает руку и учится без опасения нанести вред здоровью пациентов.
Внедрение VR-технологий в медицину начинается с подготовки медиков. В России пока что не было программ, обучающих персонал навыкам работы с технологиями VR/AR.
В Клинической больнице №1 МЕДСИ открыли «умный зал ФПР» - помещение, предназначенное для пациентов, которые перенесли инсульт или черепно-мозговую травму. Пациент видит на экране домашнюю или городскую обстановку, совершает действия с помощью тренажеров. Например - идет на прогулку или готовится к походу в магазин. Зал оснащен тренажерами с биологической обратной связью, которая разрешает видеть пациенту, правильно ли выполняются действия, а инструктору получать информацию об эффективности проводимого тренинга. На данный момент присутствуют различные устройства для эрготерапии, чтобы человек мог заново научиться обслуживать себя; муляжи и реальные предметы домашнего обихода.
На данный момент применение VR в российской медицине ограничено методами реабилитации.
В феврале Правительство РФ утвердило план реализации программы «Цифровая экономика Российской Федерации», в рамках которого к 2020 году в сфере здравоохранения запустят 16 проектов - от искусственного интеллекта до сверхчувствительных квантовых сенсоров.
В 2020 году планируется разработать и внедрить интеллектуальную самообучающуюся систему, которая выявляет границы локализации новообразований, а также систему навигации для нейрохирургии и челюстно-лицевой хирургии. Для реабилитации планируют реализовать сразу несколько проектов: разработать бионические роботизированные протезы, нейромышечный интерфейс для регистрации двигательных намерений и неинвазивный интерфейс «мозг-компьютер», который будет преобразовывать намерения в управляющие команды.
По оценке разработчиков программы в 2020 году должна произойти вторая квантовая революция, что поможет разработать «сверхчувствительные сенсоры для медицины», хотя функции этих инновационных продуктов не уточняются.
Также в течение следующих двух лет будет реализован проект в сфере медицины и реабилитации c применением технологий виртуальной реальности. Воплощать проект будет ООО «Тотал Вижен».
Пока VR-технологии еще не стали повсюду врачебной рутиной. Приведенные примеры, в первую очередь из области хирургии, относятся скорее к исследовательским разработкам.
Хотя VR/AR технологии только делают первые шаги в здравоохранении - растёт доступность и разнообразие устройств и программного обеспечения, и можно с достаточной уверенностью сказать, что новые технологии будут энергичнее использоваться при обучении врачей.
Виртуальная и дополненная реальность, которая будет анализировать происходящее, поможет упростить диагностирование и лечение пациентов, уменьшая вероятность врачебных ошибок.
Seven Winds Studio специализируется на разработке VR/AR проектов, готовы решать задачи, связанные как с медициной, так и с другими тематиками, например продажами. Ведь правильно выбранный исполнитель с большим опытом - залог успешной реализации проекта.
Военное использование
Как и многие другие технологии, VRD первоначально был создан для военного использования. В настоящее время VRD используется в Striker'е армии США. Командир Striker’а получает изображение от бортового компьютера с помощью ретинального монитора, закрепленного на шлеме. Это используется для более эффективного слежения за обстановкой на поле боя и получения тактической информации. Подобное устройство также используется пилотами новых моделей американских вертолетов.
Содержание
Военное использование
VRD были исследованы для использования в военных целях в качестве альтернативной системы отображения для дисплеев, устанавливаемых на шлем. Однако система на основе VRD еще не нашла практического применения, и текущие военные разработки в настоящее время сосредоточены на других технологиях, таких как голографическая волноводная оптика.
Виртуальная реальность используется не только в играх или в кино, как думают многие. Сегодня VR-технологии приходят на помощь людям во многих сферах: в космосе, образовании, медицине и других отраслях. Расскажем, как виртуальные симуляторы помогают медикам осуществлять различные процессы, в том числе проводить обучение студентов.
Виртуальная реальность (virtual reality, VR) — виртуальный мир, создающий полную иллюзию присутствия с помощью органов чувств человека: осязания, слуха, зрения. При этом виртуальная реальность способна имитировать как действия, так и реакции на них. Пользователь испытывает гравитацию, свойства различных материй (воды, песка и т.д.), силу удара и пр., ощущая все это совершенно реально, как и в жизни.
Для погружения в виртуальный мир используют специальные шлемы, очки, костюмы, перчатки, мониторы. Уже давно VR-технологии, созданные изначально для развлекательной индустрии, — компьютерных игр и кино, активно применяются в и других отраслях. Очень полезными оказалась они и для медицины.
Глаза
Небольшой обзор того, как глаз формирует изображение, чтобы помочь понять VRD. Точечный источник излучает световые волны, которые распространяются по кругу вокруг точки. Зрачок глаза, сфокусировавшись на источнике, может видеть небольшой участок фронта волны. Кривизна фронта рогатки, входящей в зрачок, определяется расстоянием глаза от источника. По мере удаления источника волновые фронты имеют меньшую кривизну. Именно кривизна волнового фронта определяет, где должен сфокусироваться глаз, чтобы создать четкое изображение.
Если глаз находится на бесконечном расстоянии от источника, в зрачок входят плоские волны. Визуализирующая линза глаза направляет волну в определенное место на сетчатке . Размер пятна ограничен аберрациями в хрусталике и дифракцией света через зрачок. Именно угол, под которым плоская волна входит в глаз, определяет, где на сетчатке она формируется. Две точки фокусируются в разных точках сетчатки , потому что волновые фронты от точек пересекают зрачок под разными углами. Две точки фокусируются в разных точках сетчатки , потому что волновые фронты точек пересекают зрачок под разными углами.
Пренебрегая аберрациями в хрусталике глаза, предел разрешающей способности глаза можно определить по дифракции через зрачок. Используя критерий Рэлея, минимальное угловое разрешение рассчитывается следующим образом:
Где |
---|
D = диаметр зрачка |
лямбда = длина волны света |
История
В прошлом аналогичные системы создавались для проецирования несфокусированных изображений прямо перед глазами пользователя на небольшой экран, обычно в виде больших очков. Пользователь сфокусировал взгляд на фоне, где изображение казалось плавающим. Недостатками этой системы были ограниченная площадь, покрываемая экраном, и большой вес небольших телевизоров, используемых для проецирования экрана, а также тот факт, что изображение могло появиться в фокусе только в том случае, если пользователь сосредоточился на определенной глубине. Из-за ограниченной яркости его можно было использовать только в помещении.
Только недавно ряд разработок сделал возможной настоящую систему RDV. В частности, разработка светодиодов высокой яркости сделала экраны достаточно яркими для использования в дневное время, а адаптивная оптика позволила системам динамически корректировать неровности глаз (хотя это не всегда необходимо). В результате получается экран без дисплея высокого разрешения с отличной цветовой гаммой и яркостью, намного лучше, чем у лучших телевизионных технологий.
RDV был изобретен Казуо Ёсинакой из Electric Co в Японии в 1986 году. [ 2 ] Последующая работа в Лаборатории технологий взаимодействия с человеком в Вашингтонском университете завершилась в 1991 году над аналогичной системой. системы реальности . В этой роли у RDV есть потенциальное преимущество, заключающееся в том, что они намного меньше существующих телевизионных систем. Однако у них есть некоторые общие недостатки, заключающиеся в том, что для передачи изображения в глаз им требуется какая-то оптика, часто похожая на систему солнцезащитных очков, используемую в более ранних технологиях. Его также можно использовать как часть компьютерной системы тела . [ 3 ]
VR для лечения деменции, психических расстройств и поражений нервной системы
Еще одно направление VR-технологий для использования в медицине — появление симуляторов, создающих виртуальный мир для больных с отклонениями и психическими расстройствами.
Так, компания Virtual Relief разработала очки для страдающих от старческого слабоумия — деменции. Это тяжелое заболевание, от которого страдают окружающие пациента люди. Пожилому человеку с деменцией сложно ориентироваться в окружающем пространстве, запоминать новую информацию. В виртуальной реальности для таких пациентов создают игру, позволяющую тренировать память, совершать упражнения по планированию действий и прочие вещи, заставляющие работать мозг.
Существует также тренажер для лечения параноидальных расстройств. Больной надевает шлем и оказывается в закрытом пространстве — например, лифте, в который постепенно заходят новые люди. Пациент учится не впадать в панику в закрытом пространстве с незнакомцами. У 20% испытуемых после таких занятий было отмечено снижение параноидальных симптомов.
Улучшения светодиодов
Хотя требуемая мощность невелика, свет необходимо собрать и сфокусировать на точке. Это неотъемлемое свойство лазеров, но не так просто для светодиодов. Достижения в области светодиодных технологий будут необходимы для дальнейшей концентрации света, исходящего от этих светильников.
VR-симулятор с имитацией сердечно-сосудистой системы
Симулятор Simantha — это манекен в человеческий рост с воссозданной до мельчайших деталей сердечно-сосудистой системой человека. Он предназначен для обучения будущих кардиологов-хирургов. Окрашенную жидкость вводят в кровеносные сосуды, при этом можно задавать различные параметры: снижать или повышать кровяное давление, увеличивать сердечный ритм, создавать аномалии системы кровообращения. Врач производит необходимые манипуляции с сердцем, используя инструменты, вводит лекарства. При этом все действия отражаются на мониторе, а также показывается реакция манекена на вмешательство и даже индивидуальное восприятие различных лекарств.
Симуляторы для обучения студентов и хирургов
Виртуальные симуляторы в последнее время широко применяются для обучения студентов различных медицинских факультетов. Это может быть индивидуальное или групповое занятие — например, для нескольких хирургов, выполняющих операцию. Также с помощью VR-тренажеров можно научиться проводить УЗИ, эндоскопию и прочие диагностические процедуры. При этом симуляторы воспроизводят реакцию реального организма в обычной обстановке или в экстремальных условиях. Удобство таких симуляторов для обучения еще и в том, что в любой момент преподаватель может прервать действие, указать на ошибку студента, обсудить результаты, произвести столько повторов манипуляции, сколько потребуется.
Особенно важны занятия для будущих хирургов. На тренажере есть возможность смоделировать различные ситуации, которые требуют быстрого принятия решений, точного выполнения манипуляций и прочих навыков, необходимых врачу этого профиля. Обучаясь с помощью виртуальных технологий, будущий специалист получает мощную практику, сравнимую с реальной.
Симуляторы для хирургии выпускаются двух типов:
компьютерные 3D. Студент при помощи мыши и клавиатуры взаимодействует с виртуальным оборудованием и пациентом;
виртуальные 3D. После того как обучаемый наденет VR-шлем, он окажется в операционной, в которой должен приступить к заданным действиям. Специальные контроллеры позволяют воссоздать любые действия: брать инструменты, делать разрезы, сшивание и прочие манипуляции.
Безусловно, использование подобных симуляторов значительно повышает уровень подготовки будущих хирургов. Ранее, когда студентам приходилось проводить занятия в анатомическом театре на умерших людях, их практика была сильно ограничена. Современные тренажеры дают множество преимуществ:
Максимальное погружение в процесс благодаря полной реалистичности.
Возможность проводить занятия в обычном учебном классе.
Отсутствие необходимости использовать медицинские расходные материалы и инструменты.
Отработка самых сложных операций без угрозы для жизни пациента.
Медицинские VR-тренажеры повсеместно используются для обучения студентов медицинских вузов во всем мире.
Преимущества
В дополнение к преимуществам, упомянутым выше, одноглазая светосканирующая система RDV позволяет устанавливать изображения на собственном ракурсе реального объекта. Например, можно проецировать анимированное рентгеновское изображение, такое как изображение двигателя автомобиля или человеческого тела.
Система RDV также может отображать изображение для каждого глаза с достаточной разницей углов для имитации трехмерных сцен с высокой точностью. Например, если это применить к видеоиграм, геймеры могут получить большее ощущение реальности, чего никогда не могут предложить жидкокристаллические очки, поскольку RDV может динамически перефокусироваться для имитации близких и удаленных объектов с гораздо более высоким уровнем реализма.
Эта система генерирует только необходимые фотоны и поэтому более эффективна для мобильных устройств, предназначенных для использования только одним пользователем. RDV потенциально может потреблять в десятки или сотни раз меньше энергии для базовых мобильных телефонов и приложений для нетбуков.
Еще одним важным преимуществом является конфиденциальность: только предполагаемый пользователь (в случае однопользовательских устройств) может видеть отображаемое изображение. Этот тип устройств менее уязвим для «ШТОРМА» (утечка информации по побочному каналу).
Лечение фобий и страха
Этот же способ применяют и в Германии. Известный производитель оптики компания Carl Zeiss разработала очки для пациентов стоматологических клиник. Как известно, страх перед лечением зубов бывает очень сильным. Теперь же во время процесса посетителю надевают VR-очки, он может расслабиться за просмотром приятного видеоконтента.
Маленькие дети часто пугаются незнакомой обстановки в больнице, особенно когда вынуждены находиться там без родителей. В Голландии малышам надевают 3D-очки с предварительно записанной программой. Они оказываются в домашней обстановке, где могут общаться со своими родными и близкими. После использования таких симуляторов дети становились гораздо спокойнее и уже не испытывали прежнюю панику.
Медицинское использование
Система может использоваться при хирургии. Хирург проводит операцию, одновременно отслеживая показатели (пульс и тп.) здоровья пациента. Также VRD может помочь в хирургической навигации (surgical navigation) — врач во время операции сможет видеть наложенное томографическое изображение органа.
Виртуальный дисплей сетчатки (VRD), также известный как дисплей сканирования сетчатки или ретинальный проектор , представляет собой технологию отображения, которая рисует растровое изображение экрана (например, телевизора ) непосредственно на сетчатке глаза. Пользователь, который его использует, ценит обычный экран, парящий в пространстве перед ним.
Безопасность
Считается, что лазер РДВ или светодиодные экраны не вредны для человеческого глаза, так как их интенсивность намного ниже считающихся вредными для зрения, луч распространяется по большей поверхности, и он не основан на одной точке для длительный период времени, но в худшем случае этого можно избежать, используя аварийную систему безопасности, чтобы обнаружить эту ситуацию и отключить ее.
Для обеспечения безопасности устройства VRD при разработке этого типа системы применялись строгие стандарты безопасности Американского национального института стандартов и Международной электротехнической комиссии.
Сравнение с ЖК-дисплеями и другими устройствами отображения
Жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи) в настоящее время являются основными мониторами для представления развлечений и информации. Изображение, сгенерированное электронным способом, отображается с помощью оптической системы глаза. Изображение, которое мы видим, зависит не только от качества оптической системы глаза, но и от качества монитора и среды, в которой находится монитор.
С помощью RDV можно не заметить дефекты оптической системы глаза, такие как повреждение роговицы, хрусталика и снижение чувствительности сетчатки , а также проблемы среды просмотра, такие как окружающая яркость, угол видоискателя и отображаемая яркость. Кроме того, видимое изображение может быть дополнено другой информацией и системной яркостью, не влияя на изображение, формируемое на сетчатке .
Хотя RDV является устройством вывода, эта технология может быть дополнена системами взгляда для ввода. Отслеживание глаз используется в сложных задачах и в видеокамерах, чтобы сосредоточиться на том, что вы хотите записать. Этот подход дает значительные преимущества по сравнению с обычным отображением на мониторах: [ 1 ]
- Потенциально очень маленький и легкий, в очках.
- Большое поле и угол обзора, более 120 градусов
- Высокое разрешение, приближающееся к человеческому зрению
- Полноцветный с потенциальным улучшением цветового разрешения по сравнению с обычными дисплеями
- Яркости и контрастности достаточно для использования на улице.
- Настоящий стереофонический 3D-дисплей с модуляцией глубины
- Проходит многие дефекты оптики и сетчатки
Безопасность
Считается, что VRD с использованием лазера и LED-элементов безопасны для человеческого глаза, поскольку они имеют низкую интенсивность, луч достаточно широк и не направлен на одну точку долгое время.
VRD-системы проходят сертификацию в American National Standards Institute и International Electrotechnical Commission.
Преимущества
Кроме указанных выше преимуществ, VRD, проецирующая изображение на один глаз, позволяет видеть одновременно компьютерное изображение и реальный объект, что может применяться для создания иллюзии «рентгеновского зрения» — отображения внутренних частей устройств и органов (при ремонте автомобиля, хирургии).
VRD, проецирующая изображение на оба глаза, позволяет создавать реалистичные трехмерные сцены. VRD поддерживает динамическую перефокусировку, что обеспечивает более высокий уровень реализма, чем у классических шлемов виртуальной реальности.
Система, примененная в мобильном телефоне или нетбуке, может существенно увеличить время работы устройства от батареи благодаря «целевой доставке» изображения непосредственно на сетчатку глаза [3] .
Читайте также: