当科技碰上传统医疗,AR、VR会带来什么改变?

摘要: 国内医疗相关的VR创业项目也并不在少数。形势看起来似乎一片大好,但在医疗行业,超高精度、准确是第一要义,而目前却因为受限于技术,仍存在影像观看清晰度不够,细节丢失严重等问题。

根据中国红十字会统计,全国每年非正常死亡人数超八百万,其中因医疗事故致死的约有四十万人(包括因药物致死)。这其中,疲劳失神、病情误判、操作失误等人为原因造成的案例占到绝大部分。

先别觉得这是医务人员的不负责任,我们来感受医生平均下来的工作强度,69.2%的医生每周工作时间超过50小时,59.7%的医生每半日需要看超过30例患者。在此情况下,想要保证工作8小时内精神每分每秒都高度集中几乎是不可能的。

以前曾有人幻想,这时候如果我们拥有集成了谷歌、爱普生、Realmax或者meta等智能眼镜的智能化医疗信息方案,这些失误或者遗漏都将从根本上得到改善。

试想一下,医务人员在工作中都利用智能眼镜联网跟踪患者信息,早上交接智能眼镜会一一引导你完成所有患者信息更新核实,防止贻误重要病情变化或医嘱要求;与其它设备连接,在患者危急情况下(如心跳骤停)可直接红色报警。种种这些必将大大减少因为工作人员失误等造成的医疗事故。

先来看几个案例吧,2015年12月,来自明尼苏达州Nicklaus儿童医院的医生们利用谷歌Cardboard进行了一例体外循环心脏手术,挽救了一个四个月大的小生命。2016年1月20日,Realmax在上海展示了刨妇产手术和臂骨骨折手术示意案例……

随着AR技术的发展,那些幻想正在实现。

据 AR in China 最近期的统计,如今国内从事AR应用开发的企业有200多家,其中80%倾向和已开发游戏类应用,剩余的也多偏向影视、购物等生活类应用。而专注在医健领域的应用,根据公开信息推测目前不超过10家。而在海外,据 CBInsights、CrunchBase、AngelList 网站的综合数据查询,目前有30家左右初创公司正专注在AR医疗应用领域。其中9家初创公司获得融资,总融资额达5.52亿美元,获投率达到了30%。AR在医健领域的应用还处于蓝海探索期。

目前比较成熟的AR医疗应用是关于血管照明,通过PC应用软件帮助医务人员在手术中能够查看隐藏的血管。此前,心脏病专家借助谷歌眼镜疏通了一位49岁男患者阻塞的右冠状动脉。冠状动脉成像(CTA)和三维数据呈现在智能眼镜的显示器上,根据这些实时放大图像,医生可以方便地将血液导流到动脉。

不同于传统手术,AR的介入就像一个"AR放大镜",直接放大手术创口,患者的彩超、MRI、CT图像等将直接映在手术部位,让医生能够看到肉眼难以分辨的细微情况,获得“透视”功能,大大提高手术操作的效率和舒适度。

第二个是医疗设备营销可视化。Hologic是一家致力于开发女性健康方面的影像系统和诊断检测产品的公司,开发的一款应用 Hologic Augmented Reality app,主要是让目标用户在购买设备之前就能有一个直观地视觉体验,并且还能实时互动。此外,Hologic的销售人员能随时随地带着这款3D增强现实设备临床应用向用户展现医疗设备是如何融入现有设置的。

当然除了AR之外,最先引起热潮的VR技术也正在医疗上大放光彩。

医疗上新一代的“麻醉剂”

在医疗保健过程中,如何减轻手术痛苦,如何解决人们的心理健康问题,这些都是大家所关注的问题。而VR/AR给了医疗行业一个新未来,它正在悄无声息地改变着医疗保健行业。

接受重度烧伤治疗是一段痛苦的经历。伤口清理和绷带变化都会引发疼痛,即便使用吗啡等麻醉药物,仍有86%的病人会感到或多或少的疼痛,并且大量使用还会对身体造成一定伤害。1996年,华盛顿大学人机界面技术实验室(HITLab)研究人员发现孩子们在玩游戏时是越来越全神贯注后,想出了为治疗烧伤提供VR游戏,假设沉浸在游戏中会为病人带来积极疗效,他们会更专注于游戏,而减轻对疼痛的注意力。

美国罗耀拉大学医院正利用一个名为"SnowWorld"的VR游戏缓解烧伤病人的伤痛。这个虚拟的冰雪世界有冰冷的河流和瀑布,还有雪人和企鹅。病人可以飞跃冰雪覆盖的峡谷或者投掷雪球,此时他们的注意力完全集中于冰雪世界,无暇顾及伤痛。

25岁的三度烧伤病人Austin Mackay尝试了这个理疗项目,他说:“这比普通的理疗要有趣得多。在虚拟现实的世界中,我完全被吸引住了。我几乎感觉不到治疗过程中身体移动所带来的疼痛,甚至不知道自己是不是真的在理疗。我完全陶醉在游戏中了。”

戴上VR头盔,患者就会进入到游戏中,所有测试显示,病人的疼痛级别会减轻,医学手段对他们的疗效也会更好。据调查,社会行为医学2011年发布的调查展示了浸入式游戏作为止痛剂的强大作用。并且现在这项技术已经被美国军方使用,帮助受伤的士兵接受治疗。

另一方面,虚拟现实还将可能成为治疗心理疾病的解决方案之一。《连线》杂志此前报道称,斯坦福研究人员正试验利用谷歌眼镜帮助自闭症儿童分辨和识别不同情绪,以此让他们掌握互动技能。英国纽卡斯特大学(Newcastle University)也在PLOS ONE上发布研究,称他们正在利用“蓝屋”(Blue Room)系统将VR用于治疗心理恐惧,帮助患者重返正常生活。

这一实验的对象是九个7到13岁的男孩,他们被放置在360度无死角的全息影像世界“蓝屋”中,周围播放着此前对孩子造成心理创伤的画面。心理学家在“蓝屋”内陪伴他们,引导他们逐步适应环境,最终帮助他们克服恐惧。实验结果表明,9个孩子中有8个能够良好地处理恐惧情境,其中4个孩子完全摆脱了心理恐惧。

医疗教学培训

据统计,早在1993年,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。

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。

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。

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,比起传统的挂图式解剖教学直观、立体了不少。

此前,美国加州健康科学西部大学(波莫纳)开设了一个虚拟现实学习中心,该中心拥有四种VR技术、zSpace显示屏、Anatomage虚拟解剖台、Oculus Rift和iPad上的斯坦福大学解剖模型,旨在帮助学生利用VR学习牙科、骨科、兽医、物理治疗和护理等知识。

美国加州健康科学西部大学开设虚拟现实学习中心| 图片来源:WesternUniversity of Health Sciences

台湾柯惠医疗临床培训中心也在利用计算机和专业软件构造,提供VR医疗培训。该中心不仅为医生提供了更逼真的实验环境,还减少了传统培训对动物的伤害。创始人李显达在接受《第一财经日报》采访时提到:“从2014年10月到现在,已经有400位急救和麻醉相关的专业医疗人员在这里进行了培训,这样更逼近现实的培训效果比以往更强。”

Mario Viceconti是谢菲尔德大学的教授兼Insigneo研究所硅胶医疗主管,他们正投入一个欧洲项目,开发“虚拟生理人体”(VPH)。超过2亿欧元已经投入创造真实可靠的人体模型,这为外科医生和临床医生投入一些最具挑战性的医学领域提供了准确的预测。

Viceconti的同事们正在开发的模型可以为外科医生提供决策的实时反馈。挑战很艰巨。“我们需要把非常准确的模型和夸大的现实合并,所以外科医生会问“如果我这样做,会发生什么?”这是目前无法做到的,但Viceconti想象外科医生可以使用虚拟模型作为手术期所有决策的参考点。比如说换膝手术。在手术中,外科医生需要决定从哪进入身体,切割韧带和组织,也要考虑把假肢器官放在哪。所有这些都会对病人未来的工作能力和功能产生真正的影响。虚拟人体模型可以根据病人的实际生理提供建议。“这能改变生活,”Viceconti说。

据研究机构RnR Market Research发布的的虚拟现实医疗服务市场研究报告显示,2014到2019年间,全球VR医疗服务市场的复合增长率将达到19.37%。

虚拟实验室

上述的医疗教学应用场景催生了虚拟实验室的形成,在这种实验室里,学生有着充分的实验自主权,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。

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。

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。

国内医疗相关的VR创业项目也并不在少数。形势看起来一片大好,但在医疗行业,超高精度、准确是第一要义,而目前却因为受限于技术,仍存在影像观看清晰度不够,细节丢失严重等问题。阿尔法公社创始合伙人许四清也曾就此问题提出质疑:“VR领域用在医疗里面不是不行,就是太早了。因为就拿医疗手术的录像直播教学来说,先高清,你先看清楚护士和医生他们手上拿了什么、站在哪里再说,其他根本不重要。”

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本文系作者 赵苏砚 授权钛媒体发表,并经钛媒体编辑,转载请注明出处、作者和本文链接
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赵苏砚
赵苏砚

考研党,暂时勿扰

评论(3

  • lwj8602 lwj8602 2016-09-05 17:29 via android

    漂亮

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  • 赵苏砚 赵苏砚 回复zuand 2016-09-05 17:15 via iphone

    有待发展

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  • zuand zuand 2016-09-05 16:11 via iphone

    前景不错。

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Oh! no

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