如果将虚拟现实应用在医学上,你会看到……

摘要: 作为一门新兴学科,虚拟现实在医学上的应用也是备受瞩目的。据早在1993年的统计里,全球市场上出现的805个虚拟现实应用系统中就有49个应用于医学,主要应用在虚拟人体、医学图像学、药物分子研究等方面。 目前已拓宽到医学教育、虚拟外科手术、远程医疗等领域。

近日,一组很炫酷的图片火得一塌糊涂。怎么个火法,先来看看这张图。

巨大的鲸鱼从体育馆场地上跃出

海滩上的白日之梦

这些欺骗你视觉的技术,传(zhen)言(de)它们出自一家很神秘的公司Magic Leap。

从 crunchbase.com 资料显示,去年的这个时候,它获得了谷歌牵头的5.42亿美元融资。这不止,最近又爆出它即将完成新一轮10亿美元资金,至此,公司估值将一跃升至45亿美元!!

可能你对它不了解,但聊起微软的 HoloLens、Facebook 去年7月斥资20亿美元收购的 Oculus、索尼的 PS VR,我想你一定听说过。虽然它们近年才逐步受大众关注,而实际上国外的研究已有约50年,其应用也从娱乐、心理、医学到教育,涵盖甚广。

作为一门新兴学科,虚拟现实在医学上的应用也是备受瞩目的。据早在1993年的统计里,全球市场上出现的805个虚拟现实应用系统中就有49个应用于医学,主要应用在虚拟人体、医学图像学、药物分子研究等方面。

目前已拓宽到医学教育、虚拟外科手术、远程医疗等领域。且根据 Digi-Capital今年4月初的一份报告显示,虚拟现实在2020年将有可能达到300亿美元的潜在市场。

而本篇我们将重点梳理虚拟现实在医学领域的其中一个分支——医学教育上的应用。

大家都知道,在传统的医学教育中,如人体标本解剖和各种手术实训,受标本、场地等限制,实训费用高昂;同时,医学生不能通过反复在病人身上进行操作来提高临床实践能力、临床实践具有较大风险等。

而虚拟现实的直观和体验特性却可以很好地解决以上问题。根据动脉网的梳理,目前在医学教育上应用较多的有虚拟人体解剖学、手术训练教学、虚拟实验室、虚拟医院。类别也从内容、软件到硬件,甚至还有从事交叉研发的,比如,Oculus涉足了内容、硬件和软件等方面,微软HoloLens则是软硬件结合等。下面按分类举例了解。

虚拟人体解剖学

传统解剖学挂图和大部分多媒体课件上应用的教学图片都是二维模式,缺少直观的、立体的体验,造成了解剖学习的困难。模型、标本虽具有立体结构,但形式单一、僵硬,不能满足多角度、多层次的教学和实训需求。

虚拟人体解剖学,可在显示人体组织器官解剖结构的同时,显示其断面解剖结构,并可以任意旋转,提供器官或结构在人体空间中的准确定位、三维测量数据和立体图像。

·HoloLens
是微软与美国西储大学医学院合作的项目,可利用HoloLens进行解剖学的授课,解决人体医学的相关问题。

HoloLens呈现人体的医学模型,包括人体解剖的方方面面,从实际效果来看,在人体医学的课堂上,结合HoloLens来学习课程远远比课本和电脑屏幕要生动得多。

不过一直为外界所诟病的HoloLens的视野问题,对医学教学的用途着实起到了限制作用,使学习体验降低了不少,目前微软希望能在年底之前解决该问题。

·zSpace

由美国加利福尼亚州 Infinite Z 研发的一套支持3D立体视景和交互的平板电脑。

这项3D显示技术名为 zSpace ,一套由3D平板电脑、红外笔以及3D立体眼镜构成的显示系统。用户使用这套系统可以将平板内显示的图像通过红外线操作笔移动到屏幕之外的空间。完全不再局限在平板电脑的屏幕上。

公司目前有两个解决方案:zSpace显示屏和zSpace200虚拟现实显示器。

zSpace显示屏可以跟踪用户的头部转动和手部动作,实时调整用户看到的3D图像。它主要的应用领域有科学技术工程数学教育、医疗教学,和企业培训。

而zSpace200虚拟现实显示器则可以完成一下功能:

头部跟踪——推向随着眼睛在跟踪区域内的位置变化而调节,从而确保眼睛的舒适度。

交互——跟踪摄像头使操作笔能够与跟踪区域内任意未知的虚拟物体进行交互。

切换角度——集成的显示器支架有3个角度,30°、45°、60°。

还有值得注意的一点是,目前西部大学已与虚拟现实公司 InfiniteZ 创建了一个学校虚拟解剖实验室,让学生身处一个沉浸式虚拟全息3D环境。学生可以与虚拟的对象互动,同时与同学在现实世界交流而不用佩戴虚拟现实头显。

手术虚拟训练系统

统计数据表明,临床手术的失误 80% 是人为失误引起的,所以手术训练对于年轻外科医生的成长极为重要。通过虚拟手术系统,医生可观察专家手术的过程,也可重复练习。大大减少手术培训时间,以及减少对昂贵实验对象的需求。而且,在虚拟环境中进行手术,不会发生严重的意外,能够提高医生的协作能力。

·Oculus Rift
一款虚拟现实头戴设备。这款产品的开发商 Oculus VR 成立时间只有3年,Oculus Rift 的目标是打造沉浸式的环境,从而提供全新的视频游戏体验。

此外,它还可以拍摄手术,让学生以主刀医师的视角观察手术全过程。并且能很方便地回访手术细节,进行暂停、快进和回退等操作。

Oculus Rift 在亮相 Kickstarter 仅三天就募集了超过 100 万美元。而仅仅两年之后,Facebook 就以 20 亿美元的价格收购了这家公司。虽然该公司并未考虑过将这款产品用于医学教学。不过根据 Facebook 的说法,Oculus 将成为一种类似智能手机的平台。

·Next Galaxy

8月中旬,Next Galaxy 与 Miami Children’s Hospital(迈阿密儿童医院)展开合作,开发了一款针对医学指导的虚拟现实软件,旨在帮助医疗工作者更好地掌握心肺复苏技术(CPR),鼻导管插入技术,插管法、伤口处理、海姆立克急救法。

并且,Next Galaxy 已与多家医院、诊所、救助中心、医学院展开合作,开发了多款虚拟现实教育项目。不仅如此,有关心肺复苏以及海姆立克急救法的虚拟现实培训教程会在今年四季度向全社会公开发布,你可以在 iTunes 以及 Google Play 上获取下载,每款价格是 4.99 美金。

此外,还有普通外科操作虚拟训练系统、腰椎(硬膜外)穿刺虚拟训练系统、静脉穿刺虚拟训练系统、眼科手术等虚拟训练系统等。

虚拟实验室

在这种实验室里,学生有充分的实验自主权,能仿真实现各种实际的甚至不可视、不可摸、不可入、危险性高的实验以及想象的实验场景。许多医学教育中的实验和临床相关实验都可以在虚拟实验室中进行。

目前国际上有代表性的医学虚拟实验室有:霍华德 · 休斯医学研究所 ( The Howard Hughes Medical Institute, HHMI)开发的心脏病实验室、神经生理学实验室等。

HHMI vitual Cardiology Lab

美国加利福尼亚大学科尔曼实验室也开发了一款 EXP 软件,一个基于虚拟现实,用于神经生理学虚拟实验的多功能软件。

·MUVE Market Virtual Patient Care Simulation Lab

基于 Second Life(一个网络游戏+社交网络+Web)工具,旨在为医学专家提供一个虚拟的训练教育环境。MUVE 虚拟环境可以由用户控制,根据不同的用药剂量和患者护理工具来进行参数调整。

此外,还有虚拟医院的出现。通过使医学专家信息数字化,降低访问医学信息的门槛,方便可访问治疗点的医疗人员和其他人员(如患者)的访问。虚拟医院分为患者网页、医护人员网页、管理人员网页等,可供进行虚拟练习使用。

·Virtual Neurological Education Centre

一个可以培训和演示神经系统疾病的虚拟训练环境。

·Neuro Touch Cranio

在加拿大麦吉尔大学的蒙特利尔神经中心,正在使用被认为是世界上最先进的神经外科学工具之一的 Neuro Touch Cranio。利用这套工具,神外科医生可以在没有患者的情况下模拟复杂的手术过程。

这项技术使医生能获得和真实外科手术中握着手术工具一样的感受。这个设备也包括一个屏幕,在屏幕上显示脑组织肿瘤的鲜明模拟,同时也模拟了对肿瘤和其周围组织进行外科学手术的工具和手术的效果。

这种模拟器目前正在进行训练研究,几年后它才能真正用于神经外科学的职业训练。

至目前,由于医疗的专业特性,虚拟现实技术仍尚有诸多因素限制它在教育领域的广泛应用。如,技术不够成熟,硬件设备较贵等。但可以肯定的是,虚拟现实将是继大字报、黑木板、多媒体、计算机后,在医学教育领域,甚至整个教育领域最具有应用前景的“明星”技术。

【钛媒体作者介绍:动脉网;微信公众账号:vcbeat】

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评论(10

  • w370724 w370724 2015-10-31 06:43 via pc

    jcposuiji.com

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  • 钛pmrYP1 钛pmrYP1 2015-10-30 21:41 via pc

    错别字。。举个栗子,通过虚拟现实技术

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  • 钛pmrYP1 钛pmrYP1 2015-10-30 18:10 via pc

    一旦虚拟现实设备微型化,轻量化,那用电脑的人基本都会换成虚拟显示,中型面板市场就没了。

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  • 钛pmrYP1 钛pmrYP1 2015-10-30 17:43 via pc

    孤陋寡闻,中航工业有全套的基于虚拟现实的沉浸式飞机设计检测系统,全自主的,这东西可买不来

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  • 钛pmrYP1 钛pmrYP1 2015-10-30 13:52 via pc

    虚拟现实的加速开发会急速削弱中型面板的市场,开发商不会去做捡芝麻丢西瓜蠢事。

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  • 勤瀚堂电子商务 勤瀚堂电子商务 2015-10-29 17:59 via weibo

    虚拟现实技术如果能大量运用到医学,通过反复的模拟提高医生的熟练程度,可以解决很多医疗问题,好技术,前景可观,就是不知道成本如何?

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  • 威客_Minute 威客_Minute 2015-10-29 17:45 via weibo

    这个图片配的好屌!

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  • 疯人院18床 疯人院18床 回复枫林小火山 2015-10-29 14:28 via pc

    有这个技术了,远程手术美国正在做这个实验

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  • 枫林小火山 枫林小火山 2015-10-29 14:10 via pc

    我幻想中的医疗方式:
    1 人站在扫描池中,机器扫描此人内外全身,然后实时同步到旁边的一个虚拟模型里。
    2 模型可内可外,可放大可缩小,小到血管。医生根据模型里的情况,作出诊疗判断。
    3 开药的开药。如果是需要动手术,则医生提前规划好手术目标,由机器手自动完成,但医生可随时介入(医生用虚拟手术刀控制,实际仍由机器手完成)。

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  • 疯人院18床 疯人院18床 2015-10-29 13:03 via pc

    很好玩的东西,太简单了,上一年就知道怎么做了。

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Oh! no

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