Virtuální realita bude brzy v medicíně nepostradatelná

Redukce stresu, bolesti, úzkosti, terapie fobií a obsedantně kompulsivní poruchy, zvládání válečných traumat, situací na konci života, testování kognitivních funkcí a rehabilitace. Ale i vzdělávání zdravotníků nebo vývoj humanoidních robotů a jejich efektivní komunikace s lidmi – to vše jsou oblasti, v nichž již dnes zásadním způsobem v medicíně pomáhá virtuální realita (VR). Nejnovější trendy a objevy představili vědci z celého světa na mezinárodní konferenci 15th International Conference on Disability, Virtual Reality & Associated Technologies (ICDVRAT 2024), která se konala 3.–6. září 2024 v Praze.

Ačkoli je VR ještě nejvíce spojována se zábavou, stále častěji a v čím dál větší míře proniká i do medicíny a vzdělávání. To potvrdila i konference, která se každé dva roky koná již téměř 30 let a zaměřuje se zejména na oblast klinického využití těchto technologií v psychoterapii, psychiatrii, logopedii a fyzioterapii. „I když je v této oblasti stále ještě zapotřebí mnoho výzkumu, věřím, že klinické aplikace VR se brzy stanou nepostradatelnými v sadě nástrojů zdravotnických výzkumníků a lékařů a v blízké budoucnosti porostou na významu a popularitě,“ uvedl prof. Albert (Skip) Rizzo, PhD, University of Southern California, Institute for Creative Technologies Medical VR.

Konference byla určena pro vývojáře technologií, psychology, lékaře, výzkumné pracovníky, ale i komerční sféru. Hlavní témata směřovala k využití nových technologií v testování kognitivních funkcí a kognitivní rehabilitaci. Zazněla zde i řada odborných přednášek ze špičkových laboratoří věnovaných nejnovějším pokrokům v oblasti klinického využití VR technologie a uplatnění konverzačních agentů řízených umělou inteligencí. Příkladem je projekt “Virtuální Ukrajina” věnovaný VR terapii traumatu ve válečných zónách nebo projekt OCD domu s expoziční terapií obohacenou čichovými podněty.

„Mezi další silně zastoupená témata patří péče o osoby s poruchou autistického spektra, nechyběly ani příspěvky zaměřené na vzdělávání. Jedna z aplikací tak například po nasazení VR brýlí simuluje vojenský konflikt a využívá se pro expoziční terapii. Pro děti byla předvedena aplikace, v níž budují vlastní virtuální svět manipulací s objekty ve scéně. Tvořený svět vyjadřuje jimi prožívané emoce. Další aplikace slouží k rozvoji všímavosti, relaxačních technik a meditace,“ popisuje Mgr. et Mgr. Iveta Fajnerová, Ph.D., vedoucí Centra virtuální reality v duševním zdraví a neurovědách Národního ústavu duševního zdraví (NUDZ), která letošnímu ročníku konference předsedala.

Výzkumníci z NUDZ a 3. LF UK se věnují hned několika oblastem. Na konferenci např. prezentovali výsledky využití VR při terapii fobie z létání nebo aplikaci VR City určenou pro zlepšování kognitivních funkcí seniorů. Tu nyní vědci přizpůsobují také pro pacienty s obsedantně kompulsivní poruchou. Čím dál významnější roli sehrává VR ve vzdělávání. „Na 3. LF UK například nyní testujeme její využití v simulaci příznaků duševních onemocnění. Studenti tak mohou sami zažít příznaky bipolární poruchy nebo schizofrenie,“ vysvětluje prof. MUDr. Jiří Horáček, Ph.D., z Kliniky psychiatrie a lékařské psychologie 3. LF UK.

VR jako zásadní pomocník v rehabilitaci

„I když zatím žádný systém rehabilitačních cvičení ve VR fyzioterapeuta plně nenahradí, pomůže mu v práci minimálně tím, že na sebe bere stimulaci. I když žádný ze systémů není samoléčící a vždy vyžaduje erudovaného terapeuta, má nesporné množství výhod. Cílovou skupinou systému, kde se VR zaměřuje na kognici a její rehabilitaci, jsou nejen nejmenší děti, ale i ti nejstarší - všichni lidé např. po mozkových příhodách, kde dochází ke změně hybnosti, citlivosti, síly,“ uvedl pro MT Jiří Foltýn z Fysiomed CS, společnosti, která nabízí např. systémy cvičení celého těla pomocí 3D kamery pro pacienty s mozkovými, neurogenními, spinálními nebo kostními poruchami. S důrazem, který je kladen na kontraindikace a individuální profil každého pacienta, je lze využít např. pro diagnózy cerebrovaskulární příhody, roztroušené sklerózy, mozkové obrny, Parkinsonovy nemoci, po operaci mozkových nádorů, poranění míchy, traumatickém zranění mozku, svalové atrofii, ale i u dekondice, endoprotéz pro kyčelní, kolenní, loketní a ramenní klouby nebo u zlomenin a amputací.

Moderní systémy zajištují rehabilitaci pomocí navigace pohybem hlavy, paží, trupu nebo nohou. Jak J. Foltýn vysvětluje, například bylo potřeba vyvinout brýle tak, aby fungovaly bez joysticků, které klienti často buď neudrží, nebo nechápou logiku jejich používání. Pomoci mohou i speciální rukavice. Pro ty nejvíce postižené existují již i zařízení, která lze ovládat pouhým stiskem rtů a dechem, zde stačí jen pacienta napolohovat, aby viděl na monitor. Obdobně poslední model brýlí již také umožnuje pacientovi vidět své ruce i nohy, což umožní cvičení celým tělem ve 3D prostoru, které neurorehabilitaci prospívá nejvíce. Terapeut zde pak hlídá kvalitu prováděných pohybů.

Výhody VR systémů pro terapeuty:

• Úspora nákladů – umožní pracovat s více pacienty souběžně, díky centrálnímu ovládacímu panelu lze snadno ovládat všechna pacientská stanoviště a měnit parametry v reálném čase.
• Nabízí velké množství odborných typů cvičení (nácvik stability, zvýšení rozsahu pohybu atd.).
• Zabudované programy dokáží udržet pacienty motivované k rehabilitačnímu programu a mění způsob přístupu pacienta ke každodennímu cvičení.
• Převod klasických cvičení do formy grafických her umožňuje pacientům prožívat pozitivní emoce, být sebevědomější.
• Zpětná vazba zajistí detailní vhled do průběhu každého tréninku a dlouhodobého pokroku, umožňuje shromažďovat objektivní výsledky léčby.
• Přenášení úkolů do VR umožní oddělit myšlenky pacienta od okolí nemocnice.

„Jedna z našich studií, která zkoumala efektivitu terapeutických VR her u pacientů s poruchami duševního zdraví, ukázala, nakolik je oproti běžné psychoterapii VR terapie účinnější ve zvládání stresu, emocionálního napětí, problémů s usínáním nebo poruch nálad. Celkem 160 pacientů s depresí, úzkostí nebo stresovou poruchou bylo randomizováno do dvou skupin, kdy experimentální skupina měla po tři měsíce dvakrát týdně 15 minut VR terapie, kontrolní skupina klasickou psychoterapii. Výsledky ukázaly, že stres nepociťovalo 68 procent z experimentální skupiny (vs. 20 % z kontrolní), změnu nálady zaznamenalo 70 procent z experimentální skupiny (vs. 30 % z kontrolní). VR pomohla i s rychlejším usínáním (85 % vs. 30 %) a se snížením emocionálního napětí (62 % vs. 21 %),“ uvedla pro MT polská neuropsycholožka Mgr. Elzbieta Wlodarska.

Řízení, kursy vaření pro roboty i traumata z války

Dalším využitím je např. simulace jízdy ve virtuální realitě (VRDS), která může poskytovat ekologicky platná, objektivní, citlivá měření řidičských schopností, která mohou doplňovat stávající nástroje pro hodnocení jízdy. Prezentovaná studie s touto tematikou patří k prvním, které zkoumají spojení metrik VRDS se skutečným obvyklým řízením. „Výsledky ukazují, že VRDS může zlepšit predikci přirozeného chování při řízení nad rámec stávajících neuropsychologických hodnocení,“ uvedla Dr. Kathryn N. Devlinová, PhD, Drexel University v Pensylvánii.

Využití VR ve vzdělávání ve zdravotnictví se věnují i vědci z CIIRC (Czech Institute of Informatics, Robotics and Cybernetics). Ti ji používají například pro školení studentů medicíny v ortopedii při simulacích vzácných nebo nedostupných klinických stavů. Kromě jiného prezentovali poznatky z vývoje humanoidních robotů. „Ti musejí zvládnout rozpoznávání multimodálních signálů. Navrhli jsme experiment, v němž lidští uživatelé prostřednictvím jazyka, úhlů pohledu a gest učí roboty pojmy, jako jsou tvary a úkoly, což vyvrcholí schopností robota připravit jednoduché jídlo. Při experimentu bylo stěžejní využití tréninkových systémů virtuální reality, které poskytovaly zjednodušenou repliku scénářů ze skutečného světa. Navržený model umožní běžným uživatelům komunikovat s roboty pomocí přirozeného jazyka a gest, bez nutnosti využívat jazyků programovacích,“ popisuje doc. Lenka Lhotská z Oddělení kognitivních systémů a neurověd CIIRC ČVUT.

Mezinárodně uznávaný expert v oblasti psychoterapie posttraumatické stresové poruchy prof. Albert (Skip) Rizzo představil čtyři projekty pod zastřešujícím pojmem „Virtuální Ukrajina“. Zde je využívána VR a Metaverse k řešení psychologických dopadů ukrajinského konfliktu na vojenský personál a civilisty. Projekt si klade za cíl poskytnout komplexní sadu nástrojů VR pro péči o duševní zdraví v oblasti konfliktních zón a demonstrovat inovativní, dostupné a kulturně citlivé terapeutické možnosti VR.

Přínos VR v medicíně potvrzují desítky studií

Randomizovaná kontrolovaná studie Využití zážitkové VR k minimalizaci úzkosti u dětí s život omezujícím stavem (n = 18, 10–17 let, v péči Týmu dětské podpůrné péče FN Motol) si dala za cíl ukázat efektivitu VR intervence ve srovnání s jinými užívanými možnostmi rozptýlení (sledování videa) a zjistit, zda jde o efektivní metodu ke snížení úzkosti, bolesti a strachu a nakolik je účinnější než metoda dosud běžně používaná.

Výsledky potvrdily signifikantní snížení úzkosti po prvním i druhém použití VR. V případě bolesti a strachu nebyla změna u experimentální skupiny signifikantní. Data ukázala, že 91 procent dětí chtělo být rozptylováno v průběhu lékařské procedury (chemoterapie, infuze), 73 procent jich věřilo, že VR úzkost sníží, 88 procent by chtělo používat VR opakovaně a 96 procent jich označilo systém za snadný k používání. „Studie potvrdila, že VR je efektivní v redukci úzkosti, obě rozptylovací metody přinášejí srovnatelný benefit. Děti, které vyzkoušely obě formy odreagování, preferují VR. Většina dětí ve studii považuje VR za užitečnou a rády by ji používaly opakovaně,“ uvedla psycholožka Mgr. Anna Zubková.

Další z prezentovaných studií, která se zaměřila na přínos virtuální reality v léčbě popálenin (n = 67 dospělých, FN Královské Vinohrady), ukázala, že VR je efektivním nástrojem ve snížení bolesti a úzkosti u pacientů s popáleninovým traumatem. Vědci se zde zaměřili na to, jak VR během převazů může snižovat procedurální bolest a úzkost v souvislosti se schopností ponořit se do VR. V této randomizované studii byli pacienti náhodně rozděleni do dvou skupin (s vysoce imersivní VR nebo nízkoimersivní VR), kdy VR buď byla, nebo nebyla v době převazu přítomna. „Výsledky ukázaly, že v průběhu vysoce imersivní VR signifikantně klesá úzkost i bolest oproti situaci, kdy VR použita není. Pro tyto účely bylo vyvinuto speciální VR prostředí s názvem Cold River. Zároveň se ukázalo, že vysoce imersivní VR je v redukci bolesti a úzkosti srovnatelně efektivní jako méně imersivní. I když úrovně bolesti a úzkosti byly v obou nastaveních VR podobné, prostředí s velkým ponořením zlepšilo celkový pocit přítomnosti a zapojení pacienta,“ uved Mgr. et Mgr. Martin Zielina, Ph.D., 2. LF UK Praha, s tím, že program Cold River je stále vyvíjen pro další oblasti ke snížení bolesti a úzkosti.

Další prezentovaná práce se zaměřila na VR jako jednu z nefarmakologických intervencí v paliativní péči, k nimž patří dotek, masáž, terapie hudbou, art terapie nebo zooterapie. Studie vychází z toho, že VR umožňuje nemocným prozkoumávat klidná místa nebo známé prostředí a být vystaven nejrůznějším zážitkům a důležitým vzpomínkám. Předběžné výsledky systematického přehledu využití virtuální reality v paliativní péči prezentoval prof. Alexander Moreno, PhD, Université de Montréal, Québec. „Virtuální realita prokázala svůj potenciál v různých klinických aplikacích. Tento systematický přehled, který stále pokračuje, si klade za cíl analyzovat studie VR provedené v pediatrické, dospělé a geriatrické paliativní péči. Pomocí softwaru COVIDENCE zahrnuje proces screeningu 1 005 záznamů. Po jejich nezávislém přezkoumání splnilo kritéria pro zařazení pouze 40 studií. Předběžná zjištění před konečným extrakčním procesem naznačují, že VR je vzkvétající obor v paliativní péči. Studie budou přezkoumány v kontextu výsledných opatření a typu použité intervence VR, přičemž se vyhodnotí její proveditelnost, přijatelnost a klinická účinnost,“ vysvětlil prof. Moreno.

Konferenci uspořádala Česká neuropsychofarmakologická společnost (ČNPS) ve spolupráci s Klinikou psychiatrie a lékařské psychologie 3. LF UK v Praze, NUDZ a CIIRC ČVUT pod záštitou Mezinárodní společnosti pro virtuální rehabilitaci (ISVR).