№ АР14871641

Руководитель проекта Дайнеко Евгения Александровна, PhD, ассоциированный профессор

Актуальность. В настоящее время наблюдается бурное развитие технологий виртуальной и дополненной реальности. Это оказалось возможным благодаря постоянной нарастающей вычислительной мощности устройств, а также повсеместной цифровой трансформации. Технологии виртуальной и дополненной реальности выходят на новый уровень и охватывают все больший спектр деятельности человека, включая медицину. Использование технологий виртуальной и дополненной реальности для разработки современных тренажеров или симуляторов позволяет проводить обучение, повысить уровень подготовки врачей-хирургов, создавать новые методики, учитывая индивидуальные особенности пациентов. Это, в свою очередь, способствует дальнейшему развитию отечественной медицины и как следствие повышению качества жизни населения. Данный проект направлен на использование технологии виртуальной реальности для разработки собственного программного продукта – интеллектуального тренажера для обучения проведения ангиопластики и стентирования коронарных артерий, который не будет уступать по своим характеристикам зарубежным аналогам.

Цель проекта. Разработка интеллектуального полиязычного программного комплекса с использованием технологии виртуальной реальности, позволяющего проводить обучение и получать навыки проведения ангиопластики и стентирования коронарных артерий.

Значимость проекта. Проект имеет высокую значимость для системы медицинского образования и практического здравоохранения. Разработка интеллектуального полиязычного VR-тренажёра позволяет объединить медицину, IT и педагогические технологии в единый междисциплинарный комплекс. Использование виртуальной реальности обеспечивает реалистичную имитацию ангиопластики и стентирования, что позволяет минимизировать риски обучения на реальных пациентах и значительно повысить уровень подготовки специалистов. Полиязычная платформа (казахский, русский, английский) расширяет доступ к обучению и создаёт условия для международного сотрудничества, а также способствует развитию полиязычного медицинского образования. Таким образом, проект вносит вклад в модернизацию образовательного процесса и повышение качества медицинской помощи.

Ожидаемые результаты.
В ходе реализации проекта планировалось создать инновационный виртуальный тренажёр для обучения ангиопластике и стентированию коронарных артерий. Ожидаемыми результатами являлись: разработка математической модели кровотока в сердечно-сосудистой системе; создание трёхмерных моделей органов и медицинских инструментов; интеграция VR-технологий в учебный процесс медицинских вузов; подготовка методических указаний, инструкций и рекомендаций по внедрению тренажёра в образовательную практику. Внедрение разработанной системы должно было повысить эффективность подготовки студентов и снизить количество ошибок при реальных медицинских вмешательствах.

Достигнутые результаты

• Разработан интеллектуальный полиязычный программный комплекс VR-тренажёра.
  
• Реализованы алгоритмы работы инструментов, моделирования тканей и кровотока.
  
• Созданы 3D-модели органов, стентов и медицинских инструментов.
  
• Проведено тестирование и оптимизация тренажёра; выявлены и частично устранены недочёты.
  
• Подготовлены методические указания, инструкции и рекомендации по внедрению в учебный процесс.

Список публикаций (2022–2024)

2022 год:

1. Bakhyt Alipova, Yevgeniya Daineko and Zhiger Bolatov (2022) Numerical Modeling of the Coronary Artery using ANSYS Fluent, DIGITAL TECHNOLOGIES IN EDUCATION, SCIENCE AND INDUSTRY DTESI-2022, Proceedings of the 7th International Conference, October 20-21, 2022, Almaty, Kazakhstan. https://ceur-ws.org/Vol-3382/Short2.pdf

2023 год:

1. Y. Daineko, M. Ipalakova, D. Tsoy, Z. Bolatov (2023) EXTENDED REALITY AS AN EDUCATIONAL TOOL FOR HIGHER EDUCATION INSTITUTIONS, INTED2023 Proceedings, pp. 5335-5339. https://doi.org/10.21125/inted.2023.1385
2. Y. Daineko, A. Mustafina, N. Nalgozhina, Z. Bolatov (2023) IITU EXPERIENCE OF MOOCS USE IN THE EDUCATIONAL PROCESS, INTED2023 Proceedings, pp. 5396-5401. https://doi.org/10.21125/inted.2023.1402
3. Niyazgulova, Y. Daineko, D. Tsoy (2023) METHODOLOGY FOR THE DEVELOPMENT AND DESIGN OF EDUCATIONAL PROGRAMS IN KAZAKHSTAN, EDULEARN23 Proceedings, pp. 5964-5970. 10.21125/edulearn.2023.1560
4. B. Alipova, Y. Daineko, F. Tokmukhamedova, M. Ipalakova, ZH. Bolatov, D. Tsoy (2023) BLOOD FLOW DESCRIPTION USING MATH MODEL AND ITS VISUALIZATION IN UNITY 3D ENGINE AS A PART OF MEDICAL EDUCATIONAL SIMULATOR, EDULEARN23 Proceedings, pp. 5971-5975. https://doi.org/10.21125/edulearn.2023.1561
5. Bakhyt Alipova, Fatima Tokmukhamedova, Zhiger Bolatov, Yevgeniya Daineko, Madina Ipalakova, Dana Tsoy (2023) Angioplasty Virtual Reality Simulator: Modeling of Blood Flow in an Artery, IDAACS’2023 Proceedings, Volume 2, pp. 650-654. https://doi.org/10.1109/idaacs58523.2023.10348793
6. Y. Daineko, B. Alipova, M. Ipalakova, Z. Bolatov, and D. Tsoy, “Angioplasty Surgery Simulator Development: Kazakhstani Experience,” Extended Reality. LNCS, volume 14219, pp. 466–473, 2023. doi: 10.1007/978-3-031-43404-4_32.
7. Yevgeniya Daineko, Akkyz Mustafina, Regina Tigay, Gulbakhor Irismatova, Yuliya Miloshenko and Galym Omarov (2023) Bridging the Digital Divide or Empowering for the Third Age, Digital Technologies in Education, Science and Industry DTESI-2023, Proceedings of the 8th International Conference, December 6-7, 2022, Almaty, Kazakhstan. https://ceur-ws.org/Vol-3680/S2Paper2.pdf
8. Bakhyt Alipova, Yevgeniya Daineko, Nazerke Rysbek, Fatima Tokmukhamedova and Zhiger Bolatov (2023) Computer Simulation of The Human Cardiovascular System in The Power BI Software Environment, Digital Technologies in Education, Science and Industry DTESI-2023, Proceedings of the 8th International Conference, December 6-7, 2022, Almaty, Kazakhstan. https://ceur-ws.org/Vol-3680/S3Paper3.pdf

2024 год:

1. Daineko, Y., Tsoy, D., Ipalakova, M., Mustafina, A., Bolatov, Z., & Samala, A. D. (2024). Development of the Software agent «AIA» in the framework of IITU MetaUniversity Design. In Procedia Computer Science (Vol. 238, pp. 870–875). Elsevier BV. https://doi.org/10.1016/j.procs.2024.06.105
2. Daineko, Y., Ipalakova, M., Tsoy, D., Alipova, B., Kozhakhmetov, A., & Mustafina, A. (2024). Towards Metahospital: augmented and virtual reality in medicine. In Procedia Computer Science (Vol. 231, pp. 373–378). Elsevier BV. https://doi.org/10.1016/j.procs.2023.12.220 (eng)
3. Nuralin, M., Daineko, Y., Aljawarneh, S., Tsoy, D., & Ipalakova, M. (2024). The real-time hand and object recognition for virtual interaction. In PeerJ Computer Science (Vol. 10, p. e2110). PeerJ. https://doi.org/10.7717/peerj-cs.2110
4. Yevgeniya Daineko, Madina Ipalakova, Dana Tsoy, & Akkyz Mustafina. (2024). Application of immersive technologies in Education. Educational Administration: Theory and Practice, 30(5), 12136–12141. https://doi.org/10.53555/kuey.v30i5.5069
5. Daineko, Ye., Ipalakova, M., Tsoy, D., & Bolatov, Zn. (2024). USE OF IMMERSIVE TECHNOLOGY FOR DIGITAL HEALTHCARE PRODUCTS DEVELOPMENT. In Herald of the Kazakh-British technical university (Vol. 21, Issue 2, pp. 19–27). Kazakh-British Technical University. https://doi.org/10.55452/1998-6688-2024-21-2-19-27
6. Цой Д.Д., Дайнеко Е.А., Ипалакова М.Т., Болатов Ж.Б., Туржанов У.М. Возможности дополненной и виртуальной реальности в медицине. «Наука и бизнес: инновации в производство»: Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 125-летию ученого, академика К.И.Сатпаева. – Кокшетау, 2024 – 243-246 стр.
7. Цой Дана, Дайнеко Евгения, Болатов Жигер, Туржанов Үмітхан. «Применение Иммерсивных Технологий В Промышленности», Развитие Урановой И Редкометалльной Промышленности. XI Международная научно-практическая конференция. 16-18 мая 2024 г. – Алматы: Казатомпром: КБТУ. 2024–519-521 стр. (рус)
8. Alpar, S., Faizulin, R., Tokmukhamedova, F., & Daineko, Y. (2024). Applications of Symmetry-Enhanced Physics-Informed Neural Networks in High-Pressure Gas Flow Simulations in Pipelines. In Symmetry (Vol. 16, Issue 5, p. 538). MDPI AG. https://doi.org/10.3390/sym16050538 (eng)
9. Yevgeniya Daineko, Sultan Alpar, Bakhyt Alipova, Fatima Tokmukhamedova, Zhiger Bolatov. Blood Flow Numerical Modeling in Catheterized Arteries with Mild Stenosis, MATCOM (2024). (eng)
10. Rai, Hari Mohan, Dana Tsoy, and Yevgeniya Daineko. "MetaHospital: implementing robust data security measures for an AI-driven medical diagnosis system." Procedia Computer Science 241 (2024): 476–481. (eng)
11. Alpar, S., Tokmukhamedova, F., Alipova, B.., Daineko, Y.., Rysbek, N., & Abdrakhman, D. (2024). MODELING OF BLOOD FLOW IN LAMINAR MODE. Scientific Journal of Astana IT University, 19, 5–15. https://doi.org/10.37943/19QEOK8161 (eng)

Состав исследовательской группы: