XR、AI与机器人重新定义的「现代医疗」有哪些玄机?

来源:作者:yjadmin2021-03-11阅读:1327
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出品|93913媒体中心

撰文|Roger

编辑|William


自2014年VR/AR再度成为炙手可热的名词以来,无数从业者们一直在尝试着将这两项技术与更多的行业进行结合,帮助它们完成革新,以提高工作质量和效率。医疗毫无疑问是很早就投入VR/AR技术应用的行业之一。目前AR技术已经开始在手术室中普及,但XR技术的未来还有着更大的潜力,甚至可能将重塑现代医学。


我们不妨先来看一台肩关节置换手术,该手术是为了处理影响患者关节盂的关节炎晚期病例,所谓关节盂,是指肩部球窝关节的球形部分。



外科手术通常面临着复杂的状况,为了有效处理病患并顺利完成手术,外科医生需要从一些最优秀的外科专家那里获取建议,但不巧的是,他们恰好远在地球的另一端。这样的问题该如何解决?


整形外科医生Thomas Gregory在法国的手术室中戴上了HoloLens 2,并与分别位于巴西、比利时、南非的三名外科专家——Stephen Roche、Bruno Gobbato和Jean Florin Ciornohac“连麦”。


在Gregory打开患者肩关节的同时,他身处南美、欧洲和非洲的三名外科专家同步浏览了患者患处的全息图,并分别提出了不同的固定方法和替代途径,让一台手术变成了一场现代技术的展示。



这台手术并非来自科幻电影的情节。事实上,它就发生在几周前法国博比尼的Avicenne AP-HP Hospital。而这台手术,仅仅展示了AR外科手术潜力的冰山一角。


AR外科手术已经成为现实


“HoloLens就像是为外科手术定制的智能手机,是用来展示操作和信息的工具,引领外科手术跨入新的领域”,在微软举办的一次座谈会上,Gregory这样描述MR技术改变现代医学的力量。他表示,外科医生的大部分操作都需要开动脑筋:一边回忆着2D表格和X光图像,同时还要在脑海中逐步检查手术步骤,并避免意外和危险状况的发生。


AR技术显然能够为外科医生分担一部分重担——有效的帮助外科医生制定一个手术流程规划并帮助医生尽可能高效的进行执行。


“MR几乎就是外科医生的GPS”,微软医疗保健执行副总裁Tom McGuiness表示。



德国Charité医院的Experimental Surgery主管Igor Sauer是同样是该技术的热情支持者。Sauer解释说,传统的外科医生需要在脑海中浮现3D图像,并将其与躺在面前的真人进行比较。对于这名医生来说,他需要明确的图像引导,同时他还需要对接下来的操作进行全面了解,AR技术现在已经足够成熟能够满足这种服务需求。


“AR技术还会带来其他的好处,图像要比文字更为清晰直观,还能够帮你抹除你或许并未意识到的语言障碍”,意大利San Donato Hospital心脏病专家Massimo Chessa补充道。


“外科医生通常会使用一种独特的术语,一种真正的三维术语,因为他们习惯了根据三维模型展开工作”,Chessa说,“但我是一名心脏病专家,我接受过基于2D图像的培训,然后才成为三维介入专家。”MR能够让他和他支持的外科医生们使用相同的术语,从而改善病患护理的质量。



Gregory对于MR技术十分信任,他甚至在医院里建立了一个专门的设施,让全世界的外科医生都能熟悉全息图像的最佳实践和MR技术的力量。


现代医学的明天:通过XR工具培训未来医生


辅助手术并不是MR技术的终极,这只是MR技术重塑现代医学的第一步。无论是哪位外科医生(奇异博士除外)都恨不得能够在进行一些富有挑战性的外科手术时多长出几只眼睛,从而获取一些额外的信息。


Sauer表示,他和他的试验外科部门正在研究如何将解剖深度信息之类的东西直接叠加到医生的视野中,感觉就像“在检查器官时使用了能照射透视光线的手电筒”。


“就像是增强了医生们的双眼”,Gregory补充道。



MR带来的其他改变在于教学,但效果仍在观察中。传统上来说,例如解剖这样的课程需要学生们自己动手完成,就像是伦勃朗的经典画作「解剖课」中所画的那样。Sauer告诉我们,他的团队一直在对外科手术录制体积视频,未来让学生们不仅能够通过录像进行学习,还能够亲身在手术室的三维虚拟空间中穿行,从不同的角度来观察手术的过程。


但是仅凭图像来进行学习是不够的,特别是对于更专业的手术来说。如果想要学生能够在实践中进行学习,VR就变成了一个理想的平台,让他们能够磨练自己的技能,但仅靠VR无法模拟逼真的触觉,无法感受到手术刀穿透皮肤或与骨骼的碰撞,这是模拟培训仍然缺失的一块拼图。



谈到触觉反馈,它可以让你在驾驶游戏中感受车轮与道路摩擦带来的振感。FundamentalVR使用了高级的动觉反馈(Kinesthetic Feedback)而不是单纯的皮肤触觉来让外科医生体会从手套到触觉臂等各种不同外科手术工具的使用感受,精度可以达到1毫米。


FundamentalVR联合创始人兼CEO Richard Vincent在接受DigitalTrends采访时表示:“我们在外科手术中需要的精度与模拟捡球或按下开关需要的精度完全不同。理想情况下,当外科医生在准备进行手术时,他已经在虚拟的患者身上进行了十多次的开刀手术。如果我们无法为医生提供正确操作和错误操作之间的差异化反馈,医生就无法通过虚拟的模拟来演练现实中的手术。”



而随着技术的进一步发展,多项尖端科技的汇聚将会彻底重塑手术室的前沿。


“AI以及XR(扩展现实,VR/AR/MR)可能会从根本上改变我们执行某些流程的方式”,Sauer最后从原理上对医学的外来进行了展望:“想象一下,当AI在桌上分析患者时,程序可能已经完成了对器官的实时空间检测,为外科医生们显示出了内脏的轮廓,以确保尽可能精确的完成某些精细的手术。医学领域将出现一些全新的基础治疗形式。在不远的将来,医生们将能够围绕着可缩放的病人三维模型,从任意的角度去研究病人的问题,然后再设计出侵入性最小且最安全的治疗流程。实际的手术可以通过机器人或者人为操纵的高精度机械臂完成。这一切的实现已经迎来了曙光……”


「毫无疑问,明天我们还无法实现这一切」,Sauer最后说道,「但或许后天我们就能够见证它的到来。」




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