你會幻想自己有一雙透視眼嗎?你能夠看到緊閉的房門后是否有人、能看到一個電子產(chǎn)品中的各個部件,抑或是能看到人體內的組織器官?相信許多人都想要一雙透視眼,然而最早實現(xiàn)這一夢想的可能是醫(yī)生。
近日,美國食品與藥物管理局(FDA)宣布,由Novarad公司開發(fā)的OpenSight AR系統(tǒng)成為FDA批準的首個用于微軟HoloLens的醫(yī)療AR(增強現(xiàn)實)解決方案,該系統(tǒng)通過2D、3D和4D圖像技術,可以讓醫(yī)生在手術開始前獲得可能會在術中遇到問題的視覺指南。
Novarad首席執(zhí)行官兼OpenSight聯(lián)合創(chuàng)始人Wendell Gibby博士表示:“這是一種變革性技術,將術前成像與AR技術結合起來,以提高醫(yī)療程序的準確性、速度和安全性。相信FDA的批準能幫助醫(yī)生更好地為手術做準備,在手術過程中增加成功幾率,同時降低并發(fā)癥的風險。”
雖然VR(虛擬現(xiàn)實)系統(tǒng)此前已經(jīng)用于術前計劃,但OpenSight系統(tǒng)允許外科醫(yī)生同時看到患者的3D圖像和本身,從而避免了使用VR系統(tǒng)時可能出現(xiàn)的中斷情況。
設想一下,你去醫(yī)院看病,醫(yī)生只需上下“看”你一眼就能知道你的哪個器官出了問題,甚至能判斷你是否需要做手術……這樣的診斷靠譜嗎?
據(jù)高盛預估,到2025年,VR和AR的市場規(guī)模將達到800億美元。其中醫(yī)療健康到2025年預期用戶約為340萬,市場規(guī)模將達到51億美元??梢钥闯?,VR和AR醫(yī)療健康具有很大的潛力。
目前,AR醫(yī)療領域里也出現(xiàn)了許多令人稱贊的產(chǎn)品,其中,實力最強的便是微軟HoloLens的全息眼鏡,能夠察看人體結構。另外,飛利浦醫(yī)療保健部門與埃森哲合作開發(fā)了一款AR應用,可用于監(jiān)測患者生命體征。印度東南部的一家醫(yī)院還借助谷歌AR眼鏡完成了兩場手術。游戲巨頭Illusion發(fā)布的一套3D增強現(xiàn)實系統(tǒng),能夠幫助醫(yī)生更好地實施整容手術。
但是,那些宣稱能夠或者已經(jīng)做到輔助外科手術的AR產(chǎn)品,本質上更像一個AR放大鏡,使用方法主要是醫(yī)生通過佩戴眼鏡看到肉眼難以分辨的細微情況。而對于真正的高風險、高精度手術,不論是HoloLens還是其他AR產(chǎn)品,可能都無法滿足產(chǎn)品化的臨床需求。
這是因為在手術中,產(chǎn)品至少需要保證1毫米以內的識別跟蹤精度,但HoloLens或是蘋果的ARkit都還是基于光學SLAM(同步定位與地圖構建)算法的方式進行圖像識別追蹤,算法的精度暫時還不能支持手術級別的要求。
這也是大部分AR產(chǎn)品的問題?,F(xiàn)在,大部分AR應用畫質特效低劣,見慣了高清、超清平面畫面的普通人尚且難以忍受這些“渣畫質”,更何況對影像精度要求更高的醫(yī)療行業(yè)。
國內醫(yī)療相關的AR創(chuàng)業(yè)項目也面臨著此類技術問題。受限于算法,許多產(chǎn)品都存在著清晰度不高、細節(jié)丟失嚴重等問題。除此之外,在手術導航方面,很多產(chǎn)品還缺乏精準的輔助空間定位系統(tǒng),自然手勢交互的實現(xiàn)程度也是技術上要邁過的坎。
另外,如果將AR與現(xiàn)實相結合,產(chǎn)品需要追蹤患者的動作姿勢,根據(jù)這些姿勢信息來定位患者的身高體型和身體結構的位置,然后把事先渲染好的3D虛擬結構比例精確地顯示在患者的身體上,讓醫(yī)生可以實時地觀察患者身體內部的結構。
其中,這些虛擬影像都是根據(jù)患者的真實醫(yī)療影像信息形成的,比如利用CT/MIR超聲影像3D重建而成。如此,先不論這些數(shù)據(jù)隱私是否能得到安全保障,身體被“透視”,患者是否能忍受因此而帶來的“侵入感”?
更多的普及患者/消費端
目前,科技公司的VR/AR醫(yī)療健康產(chǎn)品主要針對醫(yī)院和第三方實驗室,包括硬件、PC(個人電腦)應用軟件等。顯然,AR醫(yī)療企業(yè)正在加大對B端(企業(yè)端)用戶的開發(fā),比如藥企、醫(yī)械廠商等。
但是,當專業(yè)度、精確度還不能達到手術標準時,貿(mào)然進軍B端,既難討好患者,又不招醫(yī)院待見。所以,在走向B端之前,C端(用戶端)無疑是最佳的“溫床”。
其中,女性醫(yī)美和健康方面的AR產(chǎn)品有著更大的潛力空間。有數(shù)據(jù)顯示,整形意向人群中,61.7%的人每年花費超過5000元用于整形,比上一年度增加11.7%,18.37%的人表示接受借錢整形,前提是“整得好”。
而這個“前提”完全可以交給AR來確認。比如在隆胸手術前,用戶戴好設備,利用手機或平板鏡頭,捕捉自己軀體曲線的影像,最后再交由軟件計算,之后將不同罩杯、形狀的乳房模擬影像投射、疊加在用戶身上,以360度的3D影像呈現(xiàn)術后可能的物理變化,用戶可以根據(jù)效果決定是否接受隆胸手術。不止于此,AR還可以用于五官整形、臉部拉提等手術前的效果預判。
致力于女性健康的AR應用也不少,Hologic開發(fā)的一款應用Hologic Augmented Reality APP能夠與用戶直接互動,提供全面的影像系統(tǒng)和診斷檢測產(chǎn)品。
關于AR產(chǎn)品,未來的模式一定會越來越多樣化,提供的產(chǎn)品也會更豐富。比如,用戶可以借助AR醫(yī)療應用提供的精確圖文一步步地完成自我診療全過程;急救人員通過AR頭戴顯示器等指揮現(xiàn)場人員作出針對性的搶救措施,防止因錯失搶救時間錯過最佳急救等。
AR醫(yī)療教學,尤其是中醫(yī)藥教學
AR技術在醫(yī)療教育教學中的應用逐漸增多,目前比較成熟的AR醫(yī)療教學則是血管的照明,學生通過PC應用軟件能夠查看隱藏的血管。OpenSight AR系統(tǒng)也開發(fā)了該軟件的教學版本,可以讓醫(yī)生對虛擬尸體進行虛擬解剖。如此,比起傳統(tǒng)的掛圖式解剖教學更加直觀立體,也更有利于學生的臨床實踐。
西醫(yī)方面,AR產(chǎn)品并不算少,但在中醫(yī)藥教育方面,由于中醫(yī)藥學科的特殊性,在教學方式上的AR應用可謂是寥寥無幾。然而,正是因為中醫(yī)藥知識概念抽象、理論深奧,才更應該追求創(chuàng)新的教學方式。
例如,將AR技術與中藥材圖譜相結合,通過AR技術可將中藥植株和飲片立體地展現(xiàn)出來;或者在針灸教學過程中,AR技術為學生展現(xiàn)出一個虛擬的人體模型,可以演示穴位定位、進針手法等教學過程。
現(xiàn)在的醫(yī)學教學可通過利用AR技術,借助計算機將復雜數(shù)據(jù)進行可視化,為學生提供一個虛擬環(huán)境與現(xiàn)實世界相結合的場景,讓學生沉浸在增強現(xiàn)實的場景中,變被動接受為主動學習。
現(xiàn)已有醫(yī)藥與AR手機應用相結合的教輔工具,如Augment 3D和AR中藥材。后者能夠利用AR掃描圖片功能實現(xiàn)中藥材3D高精度呈現(xiàn)。前者不僅擁有豐富的3D模型庫,還提供了3D模型的接口,用戶可為模型庫添加3D模型圖或3D動畫模型。
隨著AR/VR、人工智能等技術的發(fā)展,它們在遠程會診、病房護理、康復醫(yī)療等環(huán)節(jié)將會得到更好的應用,而且會更普遍地惠及消費端。
斯坦福大學的醫(yī)療中心與微軟的HoloLens團隊合作研究了一個用于解決乳腺癌手術中的實時校準問題的系統(tǒng)。相較于傳統(tǒng)技術,該系統(tǒng)是一個巨大的進步,可以更精確地移除腫瘤。這個被命名為“X射線視覺”的系統(tǒng)可幫助醫(yī)生準確定位腫瘤。
通過VR技術,醫(yī)生可以準確地向患者展示他們的心臟、大腦或關節(jié)所產(chǎn)生的問題。不僅如此,AR/VR技術還可以緩解患者因為手術的疼痛而帶來的擔心和害怕。例如帕卡德兒童醫(yī)院開創(chuàng)的CHARIOT便可以替代藥物來緩解手術帶來的疼痛。
AR/VR這類新技術可以優(yōu)化傳統(tǒng)醫(yī)療流程,提升醫(yī)療效果,解放醫(yī)務人員的工作負擔,特別在醫(yī)療培訓、臨床診療、醫(yī)學干預、遠程醫(yī)療等方面具有一定的優(yōu)勢。