Realtà virtuale e aumentata presente e futuro della Sanità

Realtà virtuale e aumentata presente e futuro della Sanità
L'utilizzo di applicazioni in Extended Reality e Augmented reality è sempre più diffuso in ambito sanitario. Ci credono i giganti della tecnologia e anche gli Ospedali.

Dalla Teleformazione alla Telemedicina nel trapianto di polmone” è il titolo di un convegno che si è svolto di recente nell’aula Magna del Rettorato dell’Università di Siena.

Durante il convegno sono stati consegnati caschi a realtà aumentata ai team di prelievo della Rete Trapiantologica Toscana, per potenziare la collaborazione tra professionisti dell’Ospedale di Siena e dei colleghi dell’AOU Pisana e dell’AOU Careggi di Firenze. In questo modo i chirurghi di Siena, Firenze e Pisa potranno lavorare insieme simultaneamente sia in fase di espianto sia di valutazione dell’organizzazione dell’organo. Il progetto è finanziato dalla Regione Toscana e si concretizza nella diffusione dei caschetti nelle tre aziende ospedaliere compreso un auto-addestramento per l’utilizzo immediato della tecnologia.

Intanto l’équipe di Ortopedia e Traumatologia dell’IRCCS Policlinico San Donato ha eseguito un intervento chirurgico di protesi totale del ginocchio con l’utilizzo della prima piattaforma chirurgica di realtà aumentata. Grazie all’utilizzo di una piattaforma di AR è stato possibile pianificare l’intervento in tutti gli aspetti, dall’analisi pre-chirurgica fino all’inserimento della protesi. Dopo la TAC pre-operatoria è stato elaborato un modello tridimensionale del ginocchio e progettata la protesi personalizzata.

Le mosse dei big

Due esempi di come questa tecnologia si stia diffondendo. Non a caso Meta ha un ramo aziendale dedicato allo sviluppo di hardware e software per la realtà virtuale (VR), HTC ha presentato i suoi nuovi occhiali per la realtà aumentata (AR), mentre Apple proprio questa settimana ha lanciato il suo visore per la realtà mista (MR).

La realtà aumentata è una delle tecnologie utilizzabili. Dal punto di vista tecnologico, infatti, bisogna distinguere fra realtà virtuale che immerge l’utente in un ambiente virtuale interattivo e XR che combina elementi virtuali e reali.

Numerosi sono le possibili applicazioni in sanità a partire dal miglioramento dell’educazione, dell’autocura e del coinvolgimento dei pazienti. Le soluzioni basate su XR offrono strumenti per i pazienti che non hanno accesso all’assistenza medica o che hanno problemi che non richiedono la presenza fisica di un professionista. I pazienti possono utilizzare XR per spiegare i propri sintomi con l’aiuto di stimoli visivi, seguire il proprio processo di guarigione, migliorare la terapia fisica, ottenere indicazioni e assistenza dal personale medico più vicino e visualizzare i propri dati medici.

Ci sono poi gli interventi chirurgici aumentati dove la tecnologia AR può servire come strumento di assistenza nelle procedure chirurgiche, soprattutto se utilizzata dai medici attraverso occhiali o lenti. Con gli strumenti di realtà aumentata i medici hanno la possibilità di imporre informazioni e schemi rilevanti sulla loro visione, mantenendo le mani libere. In questo modo è possibile visualizzare gli interventi passo dopo passo, monitorare i parametri vitali del paziente in tempo reale, visualizzare i dati della TAC o della risonanza magnetica, imposti sul corpo del paziente, l’anatomia e usufruire dell’assistenza remota da parte di altri professionisti.

Interventi e formazione

Negli Stati Uniti, nel 2020, i neurochirurghi della Johns Hopkins University hanno eseguito il primo intervento di fusione spinale assistito dall’AR. Utilizzando una cuffia sviluppata da Augmedics, i chirurghi hanno potuto visualizzare le scansioni TC dell’anatomia interna del paziente senza dover guardare uno schermo separato. Sempre negli Usa, a Tampa in Florida viene utilizzata la Surgical Rehearsal Platform che aiuta i chirurghi a simulare l’operazione prima di entrare in camera operatoria. Il programma utilizza le immagini ricavate da TC e MR per creare un modello virtuale a 360 gradi dell’anatomia di un paziente.

La realtà virtuale invece può essere molto utile per la formazione dei giovani chirurghi. Secondo una ricerca dell’Imperial College di Londra l’83% dei partecipanti addestrati con la VR è stato in grado di portare a termine un intervento chirurgico alla colonna vertebrale con una guida minima, mentre lo 0% dei partecipanti addestrati tradizionalmente è stato in grado di portare a termine lo stesso compito. Utilizzare queste nuove tecnologie è utile anche per la comprensione di concetti complessi e sperimentare l’anatomia umana in 3D senza cadaveri o attrezzature fisiche e    tradurre l’educazione medica in scenari di vita reale.

La terapia assistita da XR rappresenta un altro ambito di utilizzo. La terapia dell’esposizione è stata una pratica di base nel trattamento di condizioni psicologiche come il disturbo ossessivo-compulsivo (OCD), il disturbo da stress post-traumatico (PTSD), l’ansia, la dipendenza e le fobie. La terapia di esposizione assistita da XR può migliorare i risultati del trattamento offrendo controllo sullo scenario, sicurezza, variazione degli stimoli e ripetizione degli scenari in un ambiente sicuro. Oltre che nella gestione del dolore, c’è un altro utilizzo, molto più pratico, per la realtà aumentata e consiste nella navigazione ospedaliera semplificata. La navigazione in strutture mediche con molti edifici e piani può essere complessa e richiedere molto tempo. Per questo le soluzioni AR per smartphone aiutano i pazienti a raggiungere il luogo desiderato, guidandoli con frecce virtuali e informazioni in tempo reale sull’ambiente.

In Italia, in occasione della Giornata mondiale della consapevolezza sull’autismo, il Politecnico di Milano ha presentato i risultati del progetto 5A (Autonomie per l’autismo attraverso realtà virtuale, realtà aumentata e agenti conversazionali) che ha verificato la possibilità di utilizzare le nuove tecnologie per migliorare l’autonomia dei giovani con disturbi dello spettro autistico, mediante l’uso di Realtà Virtuale, aumentata e agenti conversazionali concentrandosi sulla mobilità cittadina come primo contesto da investigare.

Progettate da un team multidisciplinare con ingegneri e specialisti di autismo dei due partner, Fondazione Sacra Famiglia e IRCCS E. Medea – Associazione La Nostra Famiglia, le soluzioni avevano l’obiettivo di rendere i giovani con ASD il più possibile autonomi nella vita quotidiana. “Per ora, la tecnologia che abbiamo creato sembra aiutarli davvero a usare i mezzi pubblici in modo più sicuro e consapevole. In futuro vorremmo aiutare le persone con Asd ad affrontare la complessità anche in altri contesti, ad esempio l’accesso in ospedale, la visita ai musei, lo shopping in un grande centro commerciale – ha spiegato in una nota Franca Garzotto, Docente di Sistemi di Elaborazione delle Informazioni al Politecnico e Responsabile Scientifica di 5A – Un processo di apprendimento e aiuto che parte da un training nel mondo virtuale, da svolgere a casa, a scuola, o presso un centro terapeutico, e attraverso la realtà aumentata si estende un supporto contestualizzato nello spazio e nel tempo aiutando il soggetto in uno specifico momento e luogo”.

Tommi contro ansia e dolore

Tommi è invece il software di Softcare Studios, società romana che ha sviluppato una soluzione per ridurre ansia e dolore nei pazienti pediatrici durante la terapia. I piccoli pazienti, dal dentista ma anche in oncologia, sono immersi in una realtà virtuale che li distrae e permette di sopportare meglio gli interventi e l’efficacia della terapia. Un primo studio pubblicato dal The Journal of Vascolar Access, dice che “La realtà virtuale sembra una valida alternativa alla sedazione tradizionale nei pazienti pediatrici sottoposti a procedura di posizionamento di PICC (Peripherally Inserted Central Catheter). Sono necessari ulteriori studi, con un campione adeguato di pazienti, per valutare i benefici di questo nuovo approccio e il suo impatto sulla durata complessiva della procedura”. Gli stimoli visivi permettono ai piccoli di rilassarsi e la soluzione consente anche di misurare la diminuzione dello stress raccogliendo dati utili per adattare la terapia alle esigenze del paziente.

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Vision Pro è il visore di Apple che promette di rivoluzionare lavoro e intrattenimento

Vision Pro è il visore di Apple che promette di rivoluzionare lavoro e intrattenimento
Atteso a inizio 2024 negli USA, Apple Vision Pro si basa su oltre 5000 brevetti. Costerà 3500 dollari e sarà controllabile con occhi, mani e voce. "L’inizio di una nuova era per l’informatica”

Ed eccolo qui, dopo anni di rumor e indiscrezioni, il primo visore di Apple. Si chiama Vision Pro ed è stato annunciato ieri nell’ultima (e più corposa) sezione del keynote di apertura della WWDC 23, rubando subito la scena e mettendo in ombra tutti gli altri annunci di Cupertino (che pure non sono stati pochi tra novità hardware e software). Si tratta di un visore per la realtà mista, in grado cioè sia di funzionare con contenuti in realtà virtuale (come l’attuale Quest 2 di Meta), sia di portare l’utente nel mondo della realtà aumentata (ricordate i Google Glass?).

In realtà, il discorso è molto più complesso e sfumato ed è anche per questo che Apple ha atteso così tanto e investito così pesantemente (oltre 5000 brevetti utilizzati) per realizzare questo costoso (3500 dollari) e avveniristico visore. Il mondo digitale 3D e l’interfaccia utente vengono controllati con gli occhi, le mani (tramite gesture) e la voce (comandi vocali a Siri). Ad esempio, si può aprire un’applicazione premendola virtualmente con il dito e navigare muovendo il polso.

“Vision Pro segna l’inizio di una nuova era per l’informatica”, ha dichiarato il CEO di Apple, Tim Cook. “Proprio come il Mac ci ha introdotto al personal computing e l’iPhone al mobile computing, Apple Vision Pro ci introduce allo spatial computing. Costruito sulla base di decenni di innovazioni Apple, Vision Pro è anni avanti e diverso da qualsiasi cosa creata prima, con un nuovo sistema di input rivoluzionario e migliaia di innovazioni. Questo visore permetterà esperienze incredibili per i nostri utenti e nuove ed entusiasmanti opportunità per i nostri sviluppatori”.

apple vision pro

Vision Pro è dotato di due display micro-OLED con un totale di oltre 23 milioni di pixel (più del doppio di due TV 4K) e supporto per l’HDR, oltre a diversi sensori e, non ultimo, uno schermo esterno in grado di mostrare gli occhi dell’utente al mondo esterno quando ci sono persone nelle vicinanze. Un modo, a detta di Apple, per non escludere completamente chi indossa il Vision Pro da ciò che lo circonda, tanto che un sensore capisce se qualcuno si sta avvicinando e, automaticamente, lo fa entrare nel campo visivo di chi sta utilizzando il visore.

Per quanto riguarda l’audio, Apple Vision Pro utilizza il ray-tracing audio che misura i percorsi dei suoni nell’ambiente circostante. Il suono viene ricreato in audio spaziale all’interno di Vision Pro, che viene calibrato in base alla forma delle orecchie dell’utente utilizzando la fotocamera dell’iPhone. All’interno del Vision Pro trovano posto un potente SoC M2 e il nuovo chip R1 realizzato appositamente per il visore, che si occupa di gestire tutti gli input dei sensori provenienti da 12 telecamere, 5 sensori e 6 microfoni e che trasmette le immagini ai due display in appena 12 millisecondi.

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Una delle esperienze che Apple ha evidenziato con più enfasi è il fatto che Vision Pro ricrea davanti agli occhi dell’utente un grande schermo virtuale (fino a 30 metri) che può essere utilizzato ovunque in ambienti simulati come lo spazio. Questo schermo virtuale può essere utilizzato per guardare film e video da Apple TV+ e altri servizi di streaming. Se combinato con l’audio spaziale, equivale ad avere un sistema home theater personale di altissima qualità.

Altri casi d’uso mostrati da Apple comprendono la possibilità di lavorare con le app di macOS avendo di fronte un desktop virtuale di grandi dimensioni e con una qualità visiva elevatissima, visualizzare le fotografie, comunicare virtualmente con altre persone e molto altro ancora. Apple Vision Pro supporta la tastiera e il trackpad di Apple per le attività lavorative e, in questo caso, è equivalente a lavorare su un display 4K.

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Il cuore software di Vision Pro è il sistema operativo visionOS, che va così ad aggiungersi ai vari iOS, iPadOS, macOS, watchOS e tvOS e che è stato sviluppato da Apple appositamente per lo spatial computing. Dotato di un proprio app store, visionOS è, a detta di Cook, “l’inizio di una piattaforma completamente nuova”. Al momento del lancio di Vision Pro, centinaia di migliaia di app di iPadOS e iOS saranno compatibili e potranno essere eseguite direttamente su visionOS. Il visore può essere collegato a una presa di corrente, ma ovviamente c’è anche una batteria separata, che in questo caso si collega a Vision Pro con un cavo e offre un’autonomia massima di 2 ore (questo è forse l’aspetto meno convincente del visore).

La sicurezza e la privacy sono garantite dalla nuova tecnologia Optic ID, che scansiona l’iride dell’utente per sbloccare il visore ed eseguire tutte le azioni che siamo soliti fare tramite TouchID e FaceID. Apple ha inoltre precisato che i dati relativi alla posizione dello sguardo dell’utente non vengono condivisi con le app o con Apple stessa e ciò vale anche per gli input provenienti dalle fotocamere e dagli altri sensori. Apple Vision Pro, per il quale Apple non ha mai fatto cenno al termine multiverso, sarà disponibile all’inizio del prossimo anno prima negli Stati Uniti e, nei mesi successivi, anche in altri paesi.

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