Metaverse: a new reality in surgery. Review

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The metaverse is a relatively new concept in technological advancement. It is a three-dimensional immersive environment including real and virtual world elements, in which various digital agents, more precisely, avatars, interact with each other and various activities (educational, cultural, and financial) can be carried out. It is an emerging controversial concept without precise definition and will likely continue to evolve as technology improves. Works of literature from 2020 to 2023, posted in the PubMed and Web of Science databases, were extracted using the following keywords: “metaverse”, “education”, “digital therapy”, “interdisciplinary consultation”, “medical Internet of things”, “virtual reality”, “superimposed reality”, “extended reality”, “mixed reality”, “lifelogging”, “mirror world”, “digital twins”, and “surgery”. In the PubMed search using the original terms, no publications were extracted in 2020, 9 in 2021, 161 in 2022, and 246 in 2023. In the healthcare context, metaverse technology refers to the use of virtual reality and interactive and other immersive technologies, such as augmented reality, to create simulated environments intended for training, education, and clinical applications. Various aspects of medicine such as digital therapeutics, multidisciplinary team discussions, medical Internet of things, surgical simulations, conferences and meetings, research programs, etc., are being explored. Depending on the requirements, the metaverse provides a versatile platform that can be modeled accordingly, providing a flexible tool for medical development. In this review, we discussed in detail the possible applications of the metaverse in surgery. All scoping rubrics are based on the sparse evidence in the scientific literature and are adequately evaluated to provide compelling evidence on the utility of the metaverse in the future of medicine.

About the authors

Yury A. Kozlov

Children’s Regional Clinical Hospital; Irkutsk State Medical Academy of Postgraduate Education; Irkutsk State Medical University

Author for correspondence.
Email: yuriherz@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2313-897X
SPIN-code: 3682-0832

Dr. Sci. (Medicine), corresponding member of Russian Academy of Sciences, Professor

Russian Federation, Irkutsk; Irkutsk; Irkutsk

References

  1. Rahaman T. Into the metaverse — Perspectives on a new reality. Med Ref Serv Q. 2022;41(3): 330–337. doi: 10.1080/02763869.2022.2096341
  2. Zhang X, Chen Y, Hu L, Wang Y. The metaverse in education: definition, framework, features, potential applications, challenges, and future research topics. Front Psychol. 2022;(13):1016300. doi: 10.3389/fpsyg.2022.1016300
  3. Stephenson N. Snow crash. New York: Random house, 1992.
  4. Kawarase MA IV, Anjankar A. Dynamics of metaverse and medicine: A review article. Cureus. 2022;14(11):e31232. doi: 10.7759/cureus.31232
  5. Gutiérrez-Cirlos C, Bermúdez-González JL, Carrillo-Pérez DL, et al. Medicine and the metaverse: current applications and future. Gac Med Mex. 2023;159(4):280–286. doi: 10.24875/GMM.M23000795
  6. Massetti M, Chiariello GA. The metaverse in medicine. Eur Heart J Suppl. 2023;25(S-B):B104–B107. doi: 10.1093/eurheartjsupp/suad083
  7. Kobrinsky BA. Learning on the go in an electronic learning environment. Part 1. Mobile learning in a digital educational environment. Methodology and technology of continuous professional education. 2023;(1):5–18. doi: 10.24075/MTCPE.2023.001
  8. Kobrinsky BA. Learning “on the go” in an electronic educational environment. Part 2. Mobile learning in medical education. Methodology and technology of continuous professional education. 2023;(2):5–15. doi: 10.24075/MTCPE.2023.006
  9. precedenceresearch.com [Internet]. Metaverse in healthcare market (By component: Software, hardware; by technology: AR, VR, AI, MR; By devices: VR headsets, AR devices, Mixed reality platforms; By end user: Medical training and education modules, diagnosis, treatment, others) — Global industry analysis, size, share, growth, trends, regional outlook, and forecast 2023–2032. Available from: https://www.precedenceresearch.com/metaverse-in-healthcare-market
  10. Moro C. Utilizing the metaverse in anatomy and physiology. Anat Sci Educ. 2023;16(4): 574–581. doi: 10.1002/ase.2244
  11. Skalidis I, Muller O, Fournier S. CardioVerse: The cardiovascular medicine in the era of Metaverse. Trends Cardiovasc Med. 2022;33(8):471–476. doi: 10.1016/j.tcm.2022.05.004
  12. Román-Belmonte JM, Rodríguez-Merchán EC, De la Corte-Rodríguez H. Metaverse applied to musculoskeletal pathology: Orthoverse and rehabverse. Postgrad Med. 2023;135(5):440–448. doi: 10.1080/00325481.2023.2180953
  13. Kundu M, Ng JC, Awuah WA, et al. NeuroVerse: neurosurgery in the era of Metaverse and other technological breakthroughs. Postgrad Med J. 2023;99(1170):240–243. doi: 10.1093/postmj/qgad002
  14. Kye B, Han N, Kim E, et al. Educational applications of metaverse: possibilities and limitations. J Educ Eval Health Prof. 2021;18:32. doi: 10.3352/jeehp.2021.18.32
  15. curiscope.com [Internet]. Curiscope [cited 2024 Jan 9]. Available from: https://www.curiscope.com/
  16. classting.ai [Internet]. Classting AI [cited 2024 Jan 9]. Available from: https://www.classting.ai/
  17. news.cau.ac.kr [Internet]. CAU News [cited 2024 Jan 10]. Available from: https://news.cau.ac.kr/cms/FR_CON/BoardView.do?MENU_ID=10&CONTENTS_NO=&SITE_NO=5&BOARD_SEQ=1&BOARD_CATEGORY_NO=&P_TAB_NO=&TAB_NO=&BBS_SEQ=6778
  18. web.zepeto.me [Internet]. Zepeto [cited 2024 Jan 11]. Available from: https://web.zepeto.me/ru
  19. Mah ET. Metaverse, AR, machine learning and AI in orthopedics? J Orthop Surg (Hong Kong). 2023;31(1):10225536231165362. doi: 10.1177/10225536231165362
  20. Sandrone S. Medical education in the metaverse. Nat Med. 2022;28(12):2456–2457. doi: 10.1038/s41591-022-02038-0
  21. Checcucci E, Cacciamani GE, Amparore D, et al. The metaverse in urology: Ready for prime time. The ESUT, ERUS, EULIS, and ESU perspective. Eur Urol Open Sci. 2022;46:96–98. doi: 10.1016/j.euros.2022.10.011
  22. Sverdlov O, van Dam J, Hannesdottir K, Thornton-Wells T. Digital therapeutics: an integral component of digital innovation in drug development. Clin Pharmacol Ther. 2018;104(1):72–80. doi: 10.1002/cpt.1036
  23. Dang A, Arora D, Rane P. Role of digital therapeutics and the changing future of healthcare. J Family Med Prim Care. 2020;9(5):2207–2213. doi: 10.4103/jfmpc.jfmpc_105_20
  24. Aapro M, Bossi P, Dasari A, et al. Digital health for optimal supportive care in oncology: benefits, limits, and future perspectives. Support Care Cancer. 2020;28(10):4589–4612. doi: 10.1007/s00520-020-05539-1
  25. Phan P, Mitragotri S, Zhao Z. Digital therapeutics in the clinic. Bioeng Transl Med. 2023;8(4):e10536. doi: 10.1002/btm2.10536
  26. Moravcová K, Karbanová M, Bretschneider MP, et al. Comparing digital therapeutic intervention with an intensive obesity management program: Randomized controlled trial. Nutrients. 2022;14(10):2005. doi: 10.3390/nu14102005
  27. Lutz J, Offidani E, Taraboanta L, et al. Appropriate controls for digital therapeutic clinical trials: A narrative review of control conditions in clinical trials of digital therapeutics (DTx) deploying psychosocial, cognitive, or behavioral content. Front Digit Health. 2022;4:823977. doi: 10.3389/fdgth.2022.823977
  28. Hofstetter S, Zilezinski M, Wolf A, et al. Dfree ultrasonic sensor in supporting quality of life and patient satisfaction with bladder dysfunction. Int J Urol Nurs. 2023;17(1):62–69. doi: 10.1111/ijun.12334
  29. Czyrnyj CS, Bérubé MÈ, Brooks K, et al. Reliability and validity of a mobile home pelvic floor muscle trainer: The elvie trainer. Neurourol Urodyn. 2020;39(6):1717–1731. doi: 10.1002/nau.24439
  30. Artymuk NV, Khapacheva SY. Device-assisted pelvic floor muscle postpartum exercise program for the management of pelvic floor dysfunction after delivery. J Matern Fetal Neonatal Med. 2022;35(3):481–485. doi: 10.1080/14767058.2020.1723541
  31. Bhatia M, Kaur S, Sood SK. IoT-inspired smart toilet system for home-based urine infection prediction. ACM Trans Comput Healthc. 2020;1(3):1–25. doi: 10.1145/3379506
  32. Tasoglu S. Toilet-based continuous health monitoring using urine. Nat Rev Urol. 2022;19(4):219–230. doi: 10.1038/s41585-021-00558-x
  33. Chan YY-F, Wang P, Rogers L, et al. The asthma mobile health study, a large-scale clinical observational study using ResearchKit. Nat Biotechnol. 2017;35(4):354–362. doi: 10.1038/nbt.3826
  34. global.toshiba [Internet]. Toshiba’s AI offers advice on improving habits towards reducing risk of lifestyle diseases [cited 2024 Jan 9]. Available from: https://www.global.toshiba/ww/news/corporate/2020/10/pr1501.html
  35. Novara G, Checcucci E, Crestani A, et al. Telehealth in urology: a systematic review of the literature. How much can telemedicine be useful during and after the COVID-19 pandemic? Eur Urol. 2020;78(6):786–811. doi: 10.1016/j.eururo.2020.06.025
  36. Balci D, Kirimker EO, Raptis DA, et al. Uses of a dedicated 3D reconstruction software with augmented and mixed reality in planning and performing advanced liver surgery and living donor liver transplantation (with videos). Hepatobiliary Pancreat Dis Int. 2022;21(5):455–461. doi: 10.1016/j.hbpd.2022.09.001
  37. Cai EZ, Gao Y, Ngiam KY, Lim TC. mixed reality intraoperative navigation in craniomaxillofacial surgery. Plast Reconstr Surg. 2021;148(4):686e–688e. doi: 10.1097/PRS.0000000000008375
  38. Lee CW. Application of metaverse service to healthcare industry: A strategic perspective. Int J Environ Res Public Health. 2022;19(20):13038. doi: 10.3390/ijerph192013038
  39. Mesko B. The promise of the metaverse in cardiovascular health. Eur Heart J. 2022;43(28):2647–2649. doi: 10.1093/eurheartj/ehac231
  40. Mezger U, Jendrewski C, Bartels M. Navigation in surgery. Langenbecks Arch Surg. 2013;398(4):501–514. doi: 10.1007/s00423-013-1059-4
  41. Meershoek P, van den Berg NS, Lutjeboer J, et al. Assessing the value of volume navigation during ultrasound-guided radiofrequency- and microwave-ablations of liver lesions. Eur J Radiol Open. 2021;8:100367. doi: 10.1016/j.ejro.2021.100367
  42. Amparore D, Checcucci E, Piazzolla P, et al. Indocyanine green drives computer vision based 3D augmented reality robot assisted partial nephrectomy: The beginning of “Automatic” overlapping era. Urology. 2022;164:e312–e316. doi: 10.1016/j.urology.2021.10.053
  43. Ma R, Vanstrum EB, Lee R, et al. Machine learning in the optimization of robotics in the operative field. Curr Opin Urol. 2020;30(6):808–816. doi: 10.1097/MOU.0000000000000816
  44. Heller N, Weight C. “The Algorithm Will See You Now”: the role of artificial (and real) intelligence in the future of urology. Eur Urol Focus. 2021;7(4):669–671. doi: 10.1016/j.euf.2021.07.010
  45. Hung AJ, Chen AB, Cacciamani GE, Gill IS. Artificial Intelligence will (MAY) make doctors expendable (IN GOOD WAYS): Pro. Eur Urol Focus. 2021;7(4):683–684. doi: 10.1016/j.euf.2021.03.011
  46. Saeidi H, Opfermann JD, Kam M, et al. Autonomous robotic laparoscopic surgery for intestinal anastomosis. Sci Robot. 2022;7(62):eabj2908. doi: 10.1126/scirobotics.abj2908
  47. Koo H. Training in lung cancer surgery through the metaverse, including extended reality, in the smart operating room of Seoul National University Bundang Hospital, Korea. J Educ Eval Health Prof. 2021;18:33. doi: 10.3352/jeehp.2021.18.33

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».