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See more, live better——VR/AR/MR 在醫(yī)療領(lǐng)域的9大應(yīng)用

 孤鳳 2017-09-14

摘要


 

VR,AR,MR傻傻分不清?這些技術(shù)如何大開(kāi)腦洞地應(yīng)用于醫(yī)療健康領(lǐng)域,解決醫(yī)療痛點(diǎn)?

思宇帶你看VR,AR,MR在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的9大場(chǎng)景:醫(yī)學(xué)教學(xué)培訓(xùn),遠(yuǎn)程醫(yī)療,外科手術(shù)導(dǎo)航,血管照明,醫(yī)療設(shè)備營(yíng)銷及可視化,視力導(dǎo)航,疼痛管理,康復(fù)治療,患者教育。

 

2016年是VR元年,讓人驚嘆的效果讓VR一炮走紅,后來(lái)又時(shí)不時(shí)蹦出AR、MR,讓人傻傻分不清楚。首先讓我們理清這幾種技術(shù)的定義(敲黑板!?。。?。

 

VR (virtual reality):虛擬現(xiàn)實(shí):可以讓用戶沉浸其中的由計(jì)算機(jī)生成的三維虛擬環(huán)境,并與現(xiàn)實(shí)環(huán)境相隔絕。

AR (augmented reality):增強(qiáng)現(xiàn)實(shí):在真實(shí)環(huán)境中增添或者移除由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)生成的可以交互的虛擬物體或信息。

MR (mixed reality):混合現(xiàn)實(shí):通過(guò)全息圖,將現(xiàn)實(shí)環(huán)境與虛擬環(huán)境相互混合,也可以看成是VR與AR的混合。

 

就全球而言,VR/AR/MR在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用還處于藍(lán)海探索期。海外目前只有約30家左右的初創(chuàng)公司正專注于此,國(guó)內(nèi)的公司推測(cè)不超過(guò)10家。

 

綜合目前市場(chǎng)信息,我們?yōu)榇蠹艺沓?strong>VR/AR/MR在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的九大場(chǎng)景:醫(yī)學(xué)教學(xué)培訓(xùn),遠(yuǎn)程醫(yī)療,外科手術(shù)導(dǎo)航,血管照明,醫(yī)療設(shè)備營(yíng)銷及可視化,視力導(dǎo)航,疼痛管理,康復(fù)治療,患者教育。

 

1. 醫(yī)療教學(xué)培訓(xùn)


醫(yī)療教學(xué)培訓(xùn)是VR/AR/MR在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的場(chǎng)景。傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)教育中,人體標(biāo)本解剖和各種手術(shù)實(shí)訓(xùn),受標(biāo)本、場(chǎng)地等限制,費(fèi)用高昂;同時(shí),醫(yī)學(xué)生不能通過(guò)反復(fù)在病人身上進(jìn)行操作來(lái)提高臨床實(shí)踐能力。而虛擬現(xiàn)實(shí)的直觀和體驗(yàn)特性卻可以很好地解決以上問(wèn)題。

 

目前在醫(yī)學(xué)教育上應(yīng)用較多的有虛擬人體解剖學(xué)、手術(shù)訓(xùn)練教學(xué)、虛擬實(shí)驗(yàn)室、虛擬醫(yī)院。類別也從內(nèi)容、軟件到硬件,甚至還有從事交叉研發(fā)的,比如,Oculus涉足了內(nèi)容、硬件和軟件等方面,微軟HoloLens則是軟硬件結(jié)合等。

 

 

美國(guó)加州健康科學(xué)西部大學(xué)(波莫納)開(kāi)設(shè)了一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)中心,該中心擁有四種VR技術(shù),zSpace顯示屏、Anatomage虛擬解剖臺(tái)、Oculus Rift和iPad上的斯坦福大學(xué)解剖模型,旨在幫助學(xué)生利用VR學(xué)習(xí)牙科、骨科、獸醫(yī)、物理治療和護(hù)理等知識(shí)。

 

2.遠(yuǎn)程醫(yī)療


在遠(yuǎn)程醫(yī)療中采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù), 外地病人的各種生理參數(shù)可以反映在遠(yuǎn)在千里之外的醫(yī)療專家面前的虛擬病人身上,專家們便能及時(shí)作出結(jié)論,并給出相應(yīng)的治療措施。

 

遠(yuǎn)程外科手術(shù)是遠(yuǎn)程醫(yī)療中的一個(gè)重要組成部分。在手術(shù)時(shí),手術(shù)醫(yī)生在一個(gè)虛擬病人環(huán)境中操作,控制在遠(yuǎn)處給實(shí)際病人做手術(shù)的機(jī)器人的動(dòng)作。目前,美國(guó)佐治亞醫(yī)學(xué)院和佐治亞技術(shù)研究所的專家們已經(jīng)合作研制出了能進(jìn)行遠(yuǎn)程眼科手術(shù)的機(jī)器人。這些機(jī)器人在有豐富經(jīng)驗(yàn)的眼科醫(yī)生的控制下,更安全地完成眼科手術(shù),而不需要醫(yī)生親自到現(xiàn)場(chǎng)去.

 

3.外科手術(shù)導(dǎo)航


手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)是以核磁共振、CT 等醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),在電腦上顯示患者的內(nèi)部情況。不同于傳統(tǒng)手術(shù),AR的介入就像一個(gè)'放大鏡',直接放大手術(shù)創(chuàng)口,患者的彩超、MRI、CT圖像等將直接映在手術(shù)部位,讓醫(yī)生能夠看到肉眼難以分辨的細(xì)微情況,獲得“透視”功能,大大提高手術(shù)操作的效率和舒適度。

 

總部位于德國(guó)柏林的Scopis是一家手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)供應(yīng)商。Scopis 推出了一個(gè)“全息導(dǎo)航平臺(tái)”(Holographic Navigation Platform),把手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)整合到 HoloLens 當(dāng)中,讓 MR 圖像覆蓋在患者身上。相當(dāng)于把 HoloLens 當(dāng)做 PC 戴在頭上,讓醫(yī)生的目光可以一直鎖定在患者身上。目前,在全球 50 多個(gè)國(guó)家,外科醫(yī)生借助 Scopis 已完成了超過(guò) 10000 場(chǎng)手術(shù)。

 

 

4.血管照明


大家可能有過(guò)輸液時(shí)護(hù)士找不到血管,手被扎成篩子的經(jīng)歷。然而我國(guó)護(hù)士的手法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)外的護(hù)士的!可想而知國(guó)外對(duì)血管照明的需求。AccuVein公司的AV300是一款手持設(shè)備,照射在患者身上可增強(qiáng)靜脈的視覺(jué)對(duì)比度。該設(shè)備通過(guò)在目的區(qū)域上照射紅外光,其原理是由于血液中的血紅蛋白優(yōu)先吸收紅光,故能夠顯示靜脈。

 

 

5.醫(yī)療設(shè)備營(yíng)銷可視化


Hologic是一家致力于開(kāi)發(fā)女性健康方面的影像系統(tǒng)和診斷檢測(cè)產(chǎn)品的公司,開(kāi)發(fā)的一款應(yīng)用 Hologic Augmented Reality app主要是讓目標(biāo)用戶在購(gòu)買(mǎi)設(shè)備之前就能有一個(gè)直觀地視覺(jué)體驗(yàn),并且還能實(shí)時(shí)互動(dòng)。此外,Hologic的銷售人員能隨時(shí)隨地帶著這款3D增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備臨床應(yīng)用向用戶展現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備是如何融入現(xiàn)有設(shè)置的。

 

 

6.視力導(dǎo)航


據(jù)統(tǒng)計(jì),全球有視力障礙的人群高達(dá)3.42億人,很多高等院校和企業(yè)都在針對(duì)這一龐大的特殊群體研發(fā)改善其視力和生活的技術(shù)與產(chǎn)品。

 

以色列OrCam研發(fā)的產(chǎn)品是一套基于攝像頭的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)——能讓視力受損人群自由地閱讀和活動(dòng)。OrCam其實(shí)是一架扣在鏡框上的攝像頭,它通過(guò)一根細(xì)小的線纜與便攜式的電腦相連,電腦的大小可以放在兜里。攝像頭是通過(guò)磁鐵跟鏡框吸附在一起,同時(shí)骨傳導(dǎo)的揚(yáng)聲器將讀取到的內(nèi)容清晰地傳遞給用戶。

 

 

7.疼痛管理


VR應(yīng)用于疼痛管理的原理很簡(jiǎn)單:當(dāng)你專注于有趣游戲時(shí),注意力就會(huì)被從疼痛上轉(zhuǎn)移開(kāi)。西雅圖初創(chuàng)公司Firsthand Technology關(guān)注的重點(diǎn)是疼痛管理。這家公司開(kāi)發(fā)了首款VR鎮(zhèn)痛應(yīng)用《SnowWorld》。這款應(yīng)用程序主要是為燒傷病人的恢復(fù)設(shè)計(jì),患者將能探索一個(gè)雪人世界,暫時(shí)忘卻燒傷疼痛。

 

8.康復(fù)治療


VR的康復(fù)治療可應(yīng)用在心理領(lǐng)域,幫助治療恐懼癥和心理疾病等等。西班牙初創(chuàng)公司Psious希望開(kāi)發(fā)一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的暴露療法工具。虛擬現(xiàn)實(shí)對(duì)借助治療的患者而言是一項(xiàng)無(wú)價(jià)的工具,因?yàn)檫@可以幫助治療師創(chuàng)建一個(gè)安全逼真的暴露療法治療環(huán)境。Psious的軟件可允許治療師實(shí)時(shí)監(jiān)控患者,并根據(jù)需要調(diào)整體驗(yàn),從而確保實(shí)現(xiàn)最佳的治療環(huán)境和治療結(jié)果。

 

VR也可應(yīng)用在癱瘓等生理康復(fù)治療之中。比如中風(fēng)麻痹。如果患者認(rèn)為身體不可能治愈,物理治療也只能到此為止,而VR則可以大顯身手。瑞士初創(chuàng)公司MindMaze開(kāi)發(fā)的VR程序可讓患者以為癱瘓部位仍然在運(yùn)轉(zhuǎn),從而幫助建立神經(jīng)的連接進(jìn)而恢復(fù)功能。這款程序在歐洲醫(yī)院已經(jīng)取得了巨大成功。

 

9.患者教育


這一應(yīng)用在中國(guó)當(dāng)今醫(yī)患關(guān)系的環(huán)境下有著重要而特殊的意義,有待進(jìn)一步挖掘。通過(guò)VR,AR,MR,讓患者理解自己的疾病,了解醫(yī)生的治療方案以及可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn),可能對(duì)中國(guó)醫(yī)患關(guān)系的緩和有所幫助。

 

YOU?是一款由BioLucid公司研發(fā)的3D數(shù)字化健康軟件平臺(tái),其主要目的是想讓醫(yī)學(xué)生和病人學(xué)習(xí)人體生理構(gòu)造和認(rèn)識(shí)疾病。YOU?能讓我們遠(yuǎn)離醫(yī)療詞匯,“直接觀察到”身體內(nèi)部的運(yùn)作原理,從而更好的應(yīng)對(duì)和治療疾病。

 

 

未來(lái)展望


根據(jù)Gartner曲線(技術(shù)成熟度曲線),任何一個(gè)新技術(shù)的成長(zhǎng),都將經(jīng)歷“技術(shù)啟動(dòng)”“期望值高峰”“幻滅的低谷期”“領(lǐng)悟的爬坡期”及“效率的飽和期”等五個(gè)波動(dòng)周期。而VR在今年似乎已不再是風(fēng)口,進(jìn)入到了“幻滅的低谷期”。VR+醫(yī)療看似美好,能給醫(yī)療帶來(lái)諸多便利,但是目前VR/AR/MR與醫(yī)療領(lǐng)域結(jié)合的過(guò)程中,仍存在像硬件平臺(tái)不成熟算法不夠準(zhǔn)確、交互不夠精確等難題,即使做出產(chǎn)品也不一定符合醫(yī)生和病人的需求,所以現(xiàn)在VR+醫(yī)療需要技術(shù)人員與醫(yī)生共同研發(fā),才能做出真正的產(chǎn)品。而隨著技術(shù)與需求的不斷磨合,虛擬現(xiàn)實(shí)也會(huì)從低谷期重新進(jìn)入上升階段。


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作者:王卓逸,華中科技大學(xué)藥學(xué)院藥理學(xué)系碩士,美國(guó)愛(ài)荷華大學(xué)藥學(xué)院訪問(wèn)學(xué)者,研究方向涉及阿爾茨海默病,帕金森病等神經(jīng)退行性疾病和癌癥的發(fā)病機(jī)制與藥物治療。

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