XR в хирургической подготовке: виртуальная реальность для симуляции, планирования и отработки навыков

Хирургическая подготовка — это не то, что можно освоить только наблюдая или читая. Ординаторам и практикующим врачам нужны практические занятия. Но реальный опыт в операционной ограничен, а безопасность пациентов не может быть поставлена под угрозу.

Как же устранить этот пробел? Все больше больниц и университетов решают эту проблему, используя XR в хирургической подготовке.

В этом материале команда VOKA объясняет, как работают XR-технологии в хирургии, где они наиболее эффективны и на что обратить внимание при их внедрении в медицинское образование и обучение в 2026 году.

Ключевые моменты

• XR в хирургии объединяет технологии VR, AR и MR для поддержки на различных этапах хирургической подготовки.

• Виртуальная реальность — основной формат для иммерсивного обучения. Она позволяет хирургам многократно повторять процедуры и отрабатывать технические навыки.

• AR и MR применяются главным образом для планирования операций и помощи хирургу во время вмешательства.

• Согласно большинству исследований, VR-тренировки улучшают технику выполнения операций, однако результаты сильно разнятся в зависимости от того, как построено обучение и насколько оно реалистично.

• XR лучше всего работает как дополнение к традиционному обучению хирургии, а не как его замена.

• У XR большой потенциал, но внедрению технологии мешают стоимость, реалистичность и нехватка проверенных данных.

Что такое XR в хирургической практике?

Хирургическая расширенная реальность (XR) — это общий термин, объединяющий технологии виртуальной (VR), дополненной (AR) и смешанной реальности (MR), интегрированные в медицинское образование и операционные процессы.

В 2026 году хирургическая расширенная реальность используется в основном для безопасного симуляционного обучения, предоперационного планирования с учетом индивидуальных особенностей пациента и навигации в реальном времени во время операции.

Технологии XR используются по-разному в зависимости от задач обучения:

• Дополненная реальность — наложение цифровых элементов на реальный мир. В хирургии AR может отображать снимки КТ, данные МРТ или 3D-анатомию прямо в поле зрения хирурга. AR в медицинском образованиипозволяет хирургам манипулировать 3D-моделями органов и отрабатывать техники, оставаясь при этом в реальной обстановке.

• Смешанная реальность объединяет физическую и цифровую среду. Хирурги могут взаимодействовать с голографическими 3D-моделями анатомии, продолжая видеть реальную операционную и медицинское оборудование вокруг.

• Виртуальная реальность создает полностью цифровую среду, где хирурги могут отрабатывать процедуры в симулированной операционной. VR-тренировки в хирургии обычно используют для отработки навыков на виртуальных пациентах, а также на 3D-моделях органов.

Чем отличаются VR, AR и MR в хирургии

Ключевое различие в том, как каждая технология взаимодействует с реальностью. VR полностью заменяет реальный мир, AR добавляет информацию поверх него, а MR объединяет обе технологии в одной интерактивной среде.

Вот простой обзор различий между этими технологиями.

Зачем хирургической подготовке симуляционные технологии

Важно отметить, что симуляционное обучение не заменяет реальный опыт работы в операционной. Хирургам по-прежнему нужны клиническая практика, наставничество и работа с биоматериалом.

Однако XR и симуляция в виртуальной реальности — ценное дополнение к современной хирургической подготовке, поскольку они решают ряд ограничений традиционного обучения.

• Больше возможностей для практической работы. Обучающиеся могут многократно повторять процедуры, не завися от наличия свободного времени в операционной или графика пациентов.

• Более безопасная учебная среда. Хирурги могут отрабатывать сложные техники и совершать ошибки, не подвергая пациентов риску.

• Работа с редкими или сложными случаями. XR-симуляторы позволяют отрабатывать действия при нестандартной анатомии, редких состояниях и сценариях с высоким риском, которые не всегда встречаются в ходе обычной клинической практики.

• Стандартизированное хирургическое образование. Симуляционные платформы обеспечивают согласованные сценарии обучения и критерии оценки в больницах и университетах.

• Объективная обратная связь по результатам работы. Многие XR-системы для хирургической подготовки отслеживают точность, время, обработку инструментов и ошибки в процедурах для оценки навыков.

Топ-7 сценариев использования XR в хирургической практике и обучении

Технологии расширенной реальности поддерживают многие этапы хирургического образования и клинической практики. В таблице ниже приведено описание того, как XR применяется в каждом из сценариев.

Теперь, когда мы рассмотрели основы, давайте разберем каждый вариант использования более подробно.

Обучение анатомии

Даже опытные хирурги иногда нуждаются в том, чтобы освежить знания анатомии и патологии, особенно при работе с редкими или сложными случаями. XR-технологии помогают в этом, позволяя изучать анатомию в интерактивном режиме и возвращаться к ней по мере необходимости.

Такой подход улучшает:

• пространственное понимание;

• анатомическую ориентацию;

• сохранение памяти;

• распознавание редких или сложных структур.

VR позволяет изучать анатомию в полностью иммерсивных 3D-средах, в то время как AR и MR размещают цифровые 3D-модели анатомии в реальном мире.

Например, платформа VOKA 3D Anatomy & Pathology позволяет проецировать модели в реальное пространство с мобильного устройства, что упрощает повторение материала в любом месте без необходимости использовать специализированное оборудование.

Отработка хирургических навыков

Одно из основных применений XR в здравоохранении — это развитие хирургических навыков. Хирургическое обучение с помощью VR позволяет хирургам и ординаторам отрабатывать технические навыки перед работой с реальными пациентами.

В виртуальной среде обучающиеся могут совершенствовать:

• движения рук;

• позиционирование инструмента;

• наложение швов;

• навигацию;

• координацию.

VR-тренировки в хирургии особенно полезны для отработки навыков через повторение. Можно много раз выполнять одно и то же действие, исправлять ошибки и постепенно улучшать точность и скорость. Это помогает обрести уверенность и закрепить мышечную память еще до того, как зайти в операционную.

Обучение на основе XR широко применяется в лапароскопии, ортопедии, нейрохирургии и роботизированной хирургии — областях, где точность выполнения операций критически важна.

Отработка процедур

XR-технологии также помогают репетировать операции. Вместо того чтобы просто изучать снимки или читать протоколы, хирург может пошагово пройти всю операцию в интерактивной цифровой среде.

VR-симуляции помогают лучше понять:

• рабочие процессы в хирургии;

• оборудование операционной;

• последовательность приборов;

• анатомические проблемы;

• возможные осложнения.

Некоторые платформы, например Surgical Theatre, также позволяют хирургам проводить репетиции на основе данных КТ или МРТ конкретного пациента, преобразованных в анатомические 3D-модели.

Хирургическое планирование и интраоперационная навигация

AR и MR особенно полезны для хирургического планирования и навигации. Эти технологии могут отображать снимки КТ, данные МРТ или 3D-анатомию конкретного пациента прямо в поле зрения хирурга.

Это помогает хирургам:

• визуализировать анатомию перед операцией;

• выбрать оптимальный путь доступа при операции;

• лучше ориентироваться в ходе операции;

• легче обнаруживать важные анатомические структуры.

В смешанной реальности хирург может работать с голографическими 3D-моделями анатомии, не теряя из виду реальную операционную и инструменты.

Такие технологии особенно ценны в нейрохирургии, ортопедии, кардиохирургии и других сложных вмешательствах, где пространственная точность имеет решающее значение.

Тактильная обратная связь и работа с инструментами

Некоторые VR-системы для хирургической подготовки используют тактильную обратную связь для имитации ощущения прикосновения к тканям или работы с хирургическими инструментами.

Например, FundamentalXR сочетает VR-симуляцию с тактильными устройствами для воспроизведения силы и сопротивления во время таких процедур, как сверление костей или наложение швов. Другим примером является SenseGlove, которая обеспечивает силовую обратную связь через надеваемые перчатки, позволяя пользователю чувствовать виртуальные объекты и взаимодействие с инструментами.

С их помощью обучающиеся могут отрабатывать точные движения, улучшать координацию рук и глаз и понимать, как ведут себя инструменты во время операции.

Хотя современные технологии пока не могут полностью воспроизвести ощущения реальной ткани, современные тактильные системы значительно повышают уровень погружения и способствуют развитию навыков.

Коммуникация и командное обучение

XR используется не только для индивидуального развития навыков, но и для обучения целых хирургических команд. Виртуальная и смешанная реальность позволяют хирургам, медсестрам и другому персоналу операционной отрабатывать действия вместе — в общих симулированных сценариях, которые воспроизводят реальные клинические процессы.

Это улучшает координацию во время процедур, четко распределяет роли в команде и снижает количество ошибок в коммуникации в стрессовых ситуациях.

Отрабатывая сложные операции в контролируемой среде, команды могут быстрее достичь взаимопонимания и действовать эффективнее в реальной операционной.

Отслеживание результатов и стандартизированное обучение

Одним из главных преимуществ хирургической симуляции XR является возможность объективного отслеживания результатов. Платформы для обучения могут автоматически измерять:

• точность;

• время выполнения;

• работу с инструментами;

• количество ошибок;

• выполнение задачи;

• стандартизацию процедур.

Это обеспечивает мгновенную обратную связь после каждой тренировки и позволяет инструкторам более объективно отслеживать прогресс.

Многие больницы и медицинские школы сегодня интегрируют XR-симуляцию в программы ординатуры, симуляционные центры и учебные планы по хирургии. Стандартизированные учебные модули также помогают обеспечить более единообразный образовательный опыт в разных учреждениях и на разных уровнях подготовки.

Применение XR в хирургии: конкретные примеры

XR в хирургии — это уже не просто «хирурги в футуристических гарнитурах». Больницы уже применяют эти технологии в реальных клинических случаях.

Кардиохирургия

Журнал The Journal of Surgical Case Reports опубликовал показательный случай, когда XR позволил хирургам визуализировать анатомию конкретного пациента с беспрецедентной детализацией. У 73-летнего пациента по данным КТ-ангиографии и коронарной ангиографии было диагностировано трехсосудистое поражение коронарных артерий. Это состояние требовало проведения аортокоронарного шунтирования (АКШ).

Чтобы лучше спланировать операцию, хирурги использовали технологию расширенной реальности со встроенным алгоритмом на базе ИИ. На основе данных КТ-ангиографии они создали 3D-модель коронарных артерий конкретного пациента. Модель точно отражала анатомию и патологию его коронарной системы.

Интеграция этой 3D-модели в XR-платформу позволила хирургической команде взаимодействовать с полным трехмерным изображением коронарной анатомии пациента как при предоперационном планировании, так и во время интраоперационной навигации. XR-инструмент улучшил пространственную ориентацию, обеспечил точную локализацию стенозов и повысил оперативное мастерство хирурга.

Нейрохирургия

Другой новаторский случай, опубликованный в Journal of Neurosurgery, продемонстрировал, как XR усилил эффект от лечения 59-летнего пациента с внутримозговым кровоизлиянием (ВМК) в таламусе размером 3 см.

Учитывая глубокое расположение кровоизлияния, хирургическая команда использовала платформу расширенной реальности для улучшения как предоперационного планирования, так и интраоперационной навигации. С помощью VR они создали детальную 3D-модель мозга пациента, что позволило им определить оптимальную хирургическую траекторию и тщательно избегать критически важных структур.

Во время операции дополненная реальность обеспечивала визуализацию в реальном времени, что гарантировало точную навигацию к месту кровоизлияния. Эта технология позволила применить малоинвазивный эндоскопический подход и успешно удалить гематому без дополнительного повреждения мозга. Пациент хорошо перенес процедуру и продемонстрировал значительное восстановление в течение 11 месяцев.

Что говорят исследования об XR в обучении хирургов

В последние годы быстро растет число исследований об XR в обучении хирургов. В основном ученые выясняют, помогают ли симуляционные тренировки улучшить технические навыки и насколько эти навыки потом применимы в реальной операции.

В целом результаты обнадеживают: XR-тренировки, как правило, улучшают показатели в симулированной среде. Но давайте разберемся подробнее.

Доказательства совершенствования технических навыков

Многочисленные рандомизированные контролируемые исследования (РКИ) и метаанализы показывают, что обучение хирургии на основе VR улучшает технические показатели, особенно у начинающих.

Систематический обзор РКИ в лапароскопической хирургии показал, что обучающиеся, прошедшие VR-тренировку, выполняли задачи быстрее, допускали меньше ошибок и демонстрировали более высокую точность по сравнению с теми, кто не тренировался или использовал традиционные методы. Аналогичные результаты были подтверждены во многих контролируемых исследованиях, особенно среди начинающих хирургов.

Тем временем более широкий мета-анализ также зафиксировал заметный прогресс по структурированным шкалам оценки навыков (например, OSATS), сокращение времени на выполнение задач и уменьшение числа ошибок после тренировок в VR.

В целом данные исследований однозначно подтверждают один вывод: VR улучшает технические навыки в симулированной среде и в рамках структурированных учебных программ, особенно у новичков, однако результаты сильно зависят от формата обучения и уровня реалистичности.

Пробелы в доказательной базе и перенос в клиническую практику

Несмотря на убедительные доказательства повышения производительности в условиях XR, в исследованиях все еще есть важные пробелы.

Большинство исследований оценивают результаты, полученные на симуляторах (скорость, точность и снижение количества ошибок) внутри самой симуляционной среды. Однако меньше работ подтверждают, насколько стабильно эти улучшения переносятся в реальную хирургическую практику в операционной.

Еще одна проблема — стандартизация. VR-тренировочные системы различаются по уровню реалистичности, набору задач и методам оценки, что затрудняет сравнение результатов между исследованиями.

Кроме того, существует ограниченное количество долгосрочных данных о том, как обучение XR влияет на клинические результаты, безопасность пациентов и квалификацию хирургов с течением времени.

Как выбрать решение для XR-тренировок в хирургии

Несмотря на ограничения XR-технологий, многие из этих проблем можно решить с помощью правильного поставщика и грамотно выбранного подхода к внедрению.

Главное — найти решение, которое сочетает передовые технологии и опору на клиническую реальность. Вот на какие факторы стоит обратить внимание.

• Клиническая валидация. Решение должно быть разработано или проверено с участием медицинских экспертов для обеспечения анатомической и процедурной точности. Без клинической валидации результаты обучения могут не переноситься в реальную хирургию должным образом.

• Реалистичность и соответствие рабочему процессу. Система должна воспроизводить реальные хирургические процессы, а не только отдельные задачи. Это включает последовательность выполнения процедур, динамику работы в операционной и сценарии принятия решений, отражающие клиническую реальность.

• Технологические возможности. Разные цели требуют разных форматов XR: VR — для полноценной симуляции процедур, AR — для наложения информации на реальный мир, MR — для смешанного взаимодействия. Тактильная обратная связь может дополнительно улучшить тактильную реалистичность.

• Интеграция с существующими системами. Решение должно интегрироваться с LMS-платформами, больничными информационными системами и инструментами аналитики для отслеживания эффективности, прогресса в обучении и развития компетенций с течением времени.

Планируете создать собственные VR/AR-решения для обучения хирургов? Команда VOKA готова разработать XR-системы, соответствующие вашим задачам. Пожалуйста, напишите нам, чтобы обсудить ваш проект.

Инфраструктура и стоимость

Выбор подходящей XR-платформы для хирургической подготовки зависит не только от медицинского реализма. Больницам и университетам также необходимо оценивать оборудование, программное обеспечение, сетевую инфраструктуру и долгосрочные затраты на внедрение.

Современная VR-симуляция в хирургии часто требует автономных гарнитур, совместимых рабочих станций, сетей Wi-Fi 6E или 5G, а также аналитических систем для обеспечения плавного многопользовательского обучения без задержек и дискомфорта.

Организациям также следует определить, нужна ли им готовая корпоративная платформа для хирургической подготовки или индивидуальное XR-решение, адаптированное под конкретные процедуры и рабочие процессы.

Ключевые факторы, влияющие на сложность и стоимость реализации:

• VR-гарнитуры, системы отслеживания и тактильные устройства;

• разработка 3D-анатомических моделей и проверка медицинского контента;

• сложность процедуры и уровень интерактивности;

• функции многопользовательского или удаленного обучения;

• интеграция с платформами обучения (LMS) и больничными ИТ-системами;

• инструменты аналитики и отслеживания производительности;

• постоянная техническая поддержка и обновление программного обеспечения.

Примеры XR-платформ для хирургической подготовки

Ниже приведены реальные примеры лучших VR-инструментов для планирования и обучения хирургии в 2026 году, сгруппированные по типам решений.

Новейшие разработки в области решений на основе смешанной реальности в здравоохранении (2026)

XR в хирургии развивается стремительно — от простых тренировок «в шлеме» до гораздо более умных и интегрированных систем, которые действительно приближаются к реальной клинической работе. Следующий этап — это повышение реалистичности, персонализация и более тесная интеграция с больничными процессами.

Моделирование с учетом особенностей пациента

Одно из самых важных направлений будущего — переход к полностью персонализированным учебным средам. Используя данные КТ, МРТ и других методов визуализации, XR-системы создают точные цифровые копии конкретных пациентов. Это позволяет хирургам репетировать сложные операции на «цифровом двойнике» еще до выхода в операционную, улучшая подготовку и снижая неопределенность.

Улучшенная тактильная обратная связь и взаимодействие на основе физических законов

Системы XR значительно улучшают тактильную реалистичность. Более совершенные тактильные устройства и физические движки будут лучше имитировать сопротивление тканей, текстуру и поведение инструментов. Это позволит сделать обучение процедурам более точным и приближенным к реальному хирургическому опыту, особенно при проведении деликатных вмешательств или вмешательств с высоким риском.

Обучение хирургии с помощью искусственного интеллекта

Искусственный интеллект делает обучение XR более адаптивным и персонализированным. Системы помогают лучше выявлять ошибки, анализировать модели работы и корректировать сценарии в режиме реального времени. Это помогает обучаемым сосредоточиться на конкретных слабых местах и продвигаться по индивидуальным путям обучения, а не по фиксированным модулям.

Многопользовательская и удаленная симуляция

XR все больше поддерживает совместное и дистанционное обучение хирургии. Несколько пользователей могут подключаться к одной виртуальной среде из разных мест, что позволяет проводить наставничество в режиме реального времени, практиковаться в команде и получать доступ к рекомендациям экспертов независимо от географического положения. Это позволит сделать высококачественное хирургическое образование более масштабируемым и доступным.

Интеграция с системами хирургического планирования и навигации

В будущем границы между обучением, планированием и интраоперационной поддержкой продолжат стираться. Платформы XR будут более тесно интегрированы с инструментами хирургического планирования и навигационными системами, что позволит использовать те же 3D-модели, которые используются для репетиций, непосредственно в операционной для руководства и поддержки принятия решений.

Заключение

Медицинские тренинги XR помогают в обучении хирургии, преодолевая ограничения традиционных методов и делая обучение более практичным. Это позволяет хирургам практиковаться на различных случаях в безрисковой обстановке.

Эта технология, наряду с другими интерактивными решениями для медицинского обучения, открывает путь к более безопасному и инновационному медицинскому обучению. По мере развития XR будет играть еще более значимую роль в медицинском образовании, помогая хирургам приобретать навыки, необходимые для оказания высококачественной помощи пациентам.

FAQ

Поделиться:

Копировать ссылку

Поделиться через Telegram

Поделиться на Facebook

Поделиться на LinkedIn

Поделиться через WhatsApp

Поделиться на X

Поделиться по электронной почте