物联网发展下 VR+医疗 是“智慧健康"医疗模式的必经之路

vr是virtual reality的缩写,中文的意思就是虚拟现实,概念是在80年代初提出来的,其具体是指借助计算机及崭新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段。
随着vr关键技术的突飞猛进,vr已不仅仅被关注于计算机图象领域,它已涉及更广的领域,如电视会议、网络技术和分布计算技术,并向分布式虚拟现实发展。虚拟现实技术已成为新产品设计开发的重要手段。其中,协同工作虚拟现实是vr技术新的研究和应用的热点,它引入了新的技术问题,包括人的因素和网络、数据库技术等。如人的因素,已需要考虑多个参与者在一个共享的空间中如何相互交互,虚拟空间中的虚拟对象在多名参与者的共同作用下的行为等。
vr技术的快速发展,使其所产生的“vr+”带动力,必将推动包括航空航天、装备制造、医疗健康、教育培训、文化娱乐在内的多个领域的发展。
“vr+医疗”,正是通往“智慧健康”医疗模式的必由之路。
虚拟手术系统革新临床领域
虚拟手术作为一个虚拟现实领域的重要研究方向,正成为科学家们的关注焦点。它是集现代医学、计算机图形学、计算机视觉、生物力学、材料学、机器人等诸多学科为一体的新型交叉研究领域。
传统上,医学教学模式具有时间、空间和高收费的限制,成长中的外科医师缺乏现场观摩权威医生进行手术的机会,难以将理论知识与手术临床实践相结合。目前,我国针对微创手术的医学训练通常是在尸体、动物或者人工合成物(如硅胶)上进行的。尸体能够提供一个真实的解剖结果,但是来源稀少,并且尸体跟活体对手术器械表现出的响应并不相同。动物活体能够表现出真实的响应,但费用昂贵;人工合成物价格便宜,但是不能很好地反映软组织的特性。
作为承载“vr+医疗”的重要技术载体,虚拟手术系统将通过在医学教育培训、术前规划、术中导航和新式医疗技术的转化等多层次中应用。
从医学图像数据出发,应用计算机图形学重构出虚拟人体软组织模型,模拟出虚拟的医学环境,并利用触觉交互设备(力反馈器)进行交互的模拟仿真系统,为医生提供了一个虚拟的3d环境以及可交互的操作平台,可以逼真地模拟临床手术的全过程。
首先,手术培训。利用虚拟手术系统,将通过成像设备获取的病人图像及模型导入仿真系统,外科医生可以在对病人实施复杂手术之前进行反复练习,提升手术熟练度和准确度。
其次,术前规划及术中导航。利用虚拟手术系统,医生对病变缺损部位进行较精确的前期测量和估算,从而预见手术的复杂性和风险点。运用增强现实技术可以使医务工作者沉浸于虚拟的场景内,通过视、听、触觉感知,学习各种手术实际操作,体验如何应付临床手术中的各类突发情况。
之后,新式医疗技术的转化。一种新的医疗技术的诞生往往需要在动物实验上进行验证,再进行多阶段的临床试验,终将造福人类。而“vr+医疗”能让医生在虚拟的器官及人体上进行医疗技术的验证和推广,降低试验成本和周期。
相比之下,虚拟手术具有手术环境及器械响应可控、可重复演练等多项优点。医生借助vr手术模拟器进行手术训练及规划,可降低手术训练以及后期的成本和风险,减少医生在训练教学中对动物和尸体的依赖,提高临床医学诊断、 的技能和精度,使得高难度手术得以更快地普及,减轻患者的痛苦,缩短滞院时间,降低医疗支出。可以预测的是,虚拟手术系统的多层次应用及其表现出的优势,将是未来外科培训及个性化精确的发展趋势,必将助推我国临床领域出现全新的变革。
vr技术改善医患关系
近年来,我国医患关系紧张,其中的一个原因是初级外科医生训练时间少、技术不成熟。未来,尸体的获得会越来越难,动物培训的成本和法律风险会越来越高,紧张的医患关系要求医院采取新的有效手段训练医生的手术技能。
陈旧的教科书不是训练外科医生的合适方式,观看视频也受限于摄像头的角度,“vr+医疗”打开了一片新天地。伦敦皇家医院手术室通过vr技术对结肠癌手术全程进行直播,被称作“立体式医疗”的里程碑;瑞典各大医学培训中心及医院已经运用“模拟婴儿”、模拟孕妇”等一系列的vr产品,让医生在更逼真的虚拟环境中进行学习,改良了传统手术环节中对动物的伤害,体现医疗健康的人文关怀。
虚拟现实技术给医生从无到有地制造了一个完全真实的体验经历,刚刚走出医学院校门的新手,借助虚拟手术系统可以成为经验丰富的外科手术高手。因此,虚拟手术在我国将具有巨大的市场潜力。
亟待打通vr医疗产学研链条
国内外医疗环境差别较大,虚拟手术在国外已经非常普遍,特别是在欧美区域,虚拟手术训练已经成为临床培训的主流方式。
目前,在我国政策的大力支持和扶持下,实验室借助资本力量正在打通vr产学研链条,推动lap-sim和其他医学模拟器尽快走入临床手术培训的大市场,得到临床使用的反馈,推动技术进步。未来,依托物联网的发展,“vr+”的带动力将不断增强,虚拟医疗将延展到医疗健康更多细分领域,为开启“智慧健康”模式绘就美好蓝图。