將VR/AR融入醫(yī)療會發(fā)生什么？

 根據(jù)中國紅十字會統(tǒng)計(jì)，全國每年非正常死亡人數(shù)超八百萬，其中因醫(yī)療事故致死的約有四十萬人(包括因藥物致死)。這其中，疲勞失神、病情誤判、操作失誤等人為原因造成的案例占到絕大部分。

先別覺得這是醫(yī)務(wù)人員的不負(fù)責(zé)任，我們來感受醫(yī)生平均下來的工作強(qiáng)度，69.2%的醫(yī)生每周工作時(shí)間超過50小時(shí)，59.7%的醫(yī)生每半日需要看超過30例患者。在此情況下，想要保證工作8小時(shí)內(nèi)精神每分每秒都高度集中幾乎是不可能的。

以前曾有人幻想，這時(shí)候如果我們擁有集成了谷歌、愛普生、Realmax或者meta等智能眼鏡的智能化醫(yī)療信息方案，這些失誤或者遺漏都將從根本上得到改善。

試想一下，醫(yī)務(wù)人員在工作中都利用智能眼鏡聯(lián)網(wǎng)跟蹤患者信息，早上交接智能眼鏡會一一引導(dǎo)你完成所有患者信息更新核實(shí)，防止貽誤重要病情變化或醫(yī)囑要求;與其它設(shè)備連接，在患者危急情況下(如心跳驟停)可直接紅色報(bào)警。種種這些必將大大減少因?yàn)楣ぷ魅藛T失誤等造成的醫(yī)療事故。

先來看幾個案例吧，2015年12月，來自明尼蘇達(dá)州Nicklaus兒童醫(yī)院的醫(yī)生們利用谷歌Cardboard進(jìn)行了一例體外循環(huán)心臟手術(shù)，挽救了一個四個月大的小生命。2016年1月20日，Realmax在上海展示了刨婦產(chǎn)手術(shù)和臂骨骨折手術(shù)示意案例……

隨著AR技術(shù)的發(fā)展，那些幻想正在實(shí)現(xiàn)。

據(jù)AR in China最近期的統(tǒng)計(jì)，如今國內(nèi)從事AR應(yīng)用開發(fā)的企業(yè)有200多家，其中80%傾向和已開發(fā)游戲類應(yīng)用，剩余的也多偏向影視、購物等生活類應(yīng)用。而專注在醫(yī)健領(lǐng)域的應(yīng)用，根據(jù)公開信息推測目前不超過10家。而在海外，據(jù)CBInsights、CrunchBase、AngelList網(wǎng)站的綜合數(shù)據(jù)查詢，目前有30家左右初創(chuàng)公司正專注在AR醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域。其中9家初創(chuàng)公司獲得融資，總?cè)谫Y額達(dá)5.52億美元，獲投率達(dá)到了30%。AR在醫(yī)健領(lǐng)域的應(yīng)用還處于藍(lán)海探索期。

目前比較成熟的AR醫(yī)療應(yīng)用是關(guān)于血管照明，通過PC應(yīng)用軟件幫助醫(yī)務(wù)人員在手術(shù)中能夠查看隱藏的血管。此前，心臟病專家借助谷歌眼鏡疏通了一位49歲男患者阻塞的右冠狀動脈。冠狀動脈成像(CTA)和三維數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在智能眼鏡的顯示器上，根據(jù)這些實(shí)時(shí)放大圖像，醫(yī)生可以方便地將血液導(dǎo)流到動脈。

不同于傳統(tǒng)手術(shù)，AR的介入就像一個"AR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。

第二個是醫(yī)療設(shè)備營銷可視化。Hologic是一家致力于開發(fā)女性健康方面的影像系統(tǒng)和診斷檢測產(chǎn)品的公司，開發(fā)的一款應(yīng)用 Hologic Augmented Reality app，主要是讓目標(biāo)用戶在購買設(shè)備之前就能有一個直觀地視覺體驗(yàn)，并且還能實(shí)時(shí)互動。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。

當(dāng)然除了AR之外，最先引起熱潮的VR技術(shù)也正在醫(yī)療上大放光彩。

醫(yī)療上新一代的“麻醉劑”

在醫(yī)療保健過程中，如何減輕手術(shù)痛苦，如何解決人們的心理健康問題，這些都是大家所關(guān)注的問題。而VR/AR給了醫(yī)療行業(yè)一個新未來，它正在悄無聲息地改變著醫(yī)療保健行業(yè)。

接受重度燒傷治療是一段痛苦的經(jīng)歷。傷口清理和繃帶變化都會引發(fā)疼痛，即便使用嗎啡等麻醉藥物，仍有86%的病人會感到或多或少的疼痛，并且大量使用還會對身體造成一定傷害。1996年，華盛頓大學(xué)人機(jī)界面技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(HITLab)研究人員發(fā)現(xiàn)孩子們在玩游戲時(shí)是越來越全神貫注后，想出了為治療燒傷提供VR游戲，假設(shè)沉浸在游戲中會為病人帶來積極療效，他們會更專注于游戲，而減輕對疼痛的注意力。

美國羅耀拉大學(xué)醫(yī)院正利用一個名為"SnowWorld"的VR游戲緩解燒傷病人的傷痛。這個虛擬的冰雪世界有冰冷的河流和瀑布，還有雪人和企鵝。病人可以飛躍冰雪覆蓋的峽谷或者投擲雪球，此時(shí)他們的注意力完全集中于冰雪世界，無暇顧及傷痛。

25歲的三度燒傷病人Austin Mackay嘗試了這個理療項(xiàng)目，他說：“這比普通的理療要有趣得多。在虛擬現(xiàn)實(shí)的世界中，我完全被吸引住了。我?guī)缀醺杏X不到治療過程中身體移動所帶來的疼痛，甚至不知道自己是不是真的在理療。我完全陶醉在游戲中了。”

戴上VR頭盔，患者就會進(jìn)入到游戲中，所有測試顯示，病人的疼痛級別會減輕，醫(yī)學(xué)手段對他們的療效也會更好。據(jù)調(diào)查，社會行為醫(yī)學(xué)2011年發(fā)布的調(diào)查展示了浸入式游戲作為止痛劑的強(qiáng)大作用。并且現(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被美國軍方使用，幫助受傷的士兵接受治療。

另一方面，虛擬現(xiàn)實(shí)還將可能成為治療心理疾病的解決方案之一。《連線》雜志此前報(bào)道稱，斯坦福研究人員正試驗(yàn)利用谷歌眼鏡幫助自閉癥兒童分辨和識別不同情緒，以此讓他們掌握互動技能。英國紐卡斯特大學(xué)(Newcastle University)也在PLOS ONE上發(fā)布研究，稱他們正在利用“藍(lán)屋”(Blue Room)系統(tǒng)將VR用于治療心理恐懼，幫助患者重返正常生活。

這一實(shí)驗(yàn)的對象是九個7到13歲的男孩，他們被放置在360度無死角的全息影像世界“藍(lán)屋”中，周圍播放著此前對孩子造成心理創(chuàng)傷的畫面。心理學(xué)家在“藍(lán)屋”內(nèi)陪伴他們，引導(dǎo)他們逐步適應(yīng)環(huán)境，最終幫助他們克服恐懼。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，9個孩子中有8個能夠良好地處理恐懼情境，其中4個孩子完全擺脫了心理恐懼。

醫(yī)療教學(xué)培訓(xùn)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，早在1993年，全球市場上出現(xiàn)的805個虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)中就有49個應(yīng)用于醫(yī)學(xué)，主要應(yīng)用在虛擬人體、醫(yī)學(xué)圖像學(xué)、藥物分子研究等方面。

大家都知道，在傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)教育中，如人體標(biāo)本解剖和各種手術(shù)實(shí)訓(xùn)，受標(biāo)本、場地等限制，實(shí)訓(xùn)費(fèi)用高昂;同時(shí)，醫(yī)學(xué)生不能通過反復(fù)在病人身上進(jìn)行操作來提高臨床實(shí)踐能力、臨床實(shí)踐具有較大風(fēng)險(xiǎn)等。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。

虛擬人體解剖學(xué)，可在顯示人體組織器官解剖結(jié)構(gòu)的同時(shí)，顯示其斷面解剖結(jié)構(gòu)，并可以任意旋轉(zhuǎn)，提供器官或結(jié)構(gòu)在人體空間中的準(zhǔn)確定位、三維測量數(shù)據(jù)和立體圖像，比起傳統(tǒng)的掛圖式解剖教學(xué)直觀、立體了不少。

此前，美國加州健康科學(xué)西部大學(xué)(波莫納)開設(shè)了一個虛擬現(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、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。

美國加州健康科學(xué)西部大學(xué)開設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)中心

臺灣柯惠醫(yī)療臨床培訓(xùn)中心也在利用計(jì)算機(jī)和專業(yè)軟件構(gòu)造，提供VR醫(yī)療培訓(xùn)。該中心不僅為醫(yī)生提供了更逼真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，還減少了傳統(tǒng)培訓(xùn)對動物的傷害。創(chuàng)始人李顯達(dá)在接受《第一財(cái)經(jīng)日報(bào)》采訪時(shí)提到：“從2014年10月到現(xiàn)在，已經(jīng)有400位急救和麻醉相關(guān)的專業(yè)醫(yī)療人員在這里進(jìn)行了培訓(xùn)，這樣更逼近現(xiàn)實(shí)的培訓(xùn)效果比以往更強(qiáng)。”

Mario Viceconti是謝菲爾德大學(xué)的教授兼Insigneo研究所硅膠醫(yī)療主管，他們正投入一個歐洲項(xiàng)目，開發(fā)“虛擬生理人體”(VPH)。超過2億歐元已經(jīng)投入創(chuàng)造真實(shí)可靠的人體模型,這為外科醫(yī)生和臨床醫(yī)生投入一些最具挑戰(zhàn)性的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供了準(zhǔn)確的預(yù)測。

Viceconti的同事們正在開發(fā)的模型可以為外科醫(yī)生提供決策的實(shí)時(shí)反饋。挑戰(zhàn)很艱巨。“我們需要把非常準(zhǔn)確的模型和夸大的現(xiàn)實(shí)合并，所以外科醫(yī)生會問“如果我這樣做，會發(fā)生什么?”這是目前無法做到的，但Viceconti想象外科醫(yī)生可以使用虛擬模型作為手術(shù)期所有決策的參考點(diǎn)。比如說換膝手術(shù)。在手術(shù)中，外科醫(yī)生需要決定從哪進(jìn)入身體，切割韌帶和組織,也要考慮把假肢器官放在哪。所有這些都會對病人未來的工作能力和功能產(chǎn)生真正的影響。虛擬人體模型可以根據(jù)病人的實(shí)際生理提供建議。“這能改變生活，”Viceconti說。

據(jù)研究機(jī)構(gòu)RnR Market Research發(fā)布的的虛擬現(xiàn)實(shí)醫(yī)療服務(wù)市場研究報(bào)告顯示，2014到2019年間，全球VR醫(yī)療服務(wù)市場的復(fù)合增長率將達(dá)到19.37%。

虛擬實(shí)驗(yàn)室

上述的醫(yī)療教學(xué)應(yīng)用場景催生了虛擬實(shí)驗(yàn)室的形成，在這種實(shí)驗(yàn)室里，學(xué)生有著充分的實(shí)驗(yàn)自主權(quán)，能仿真實(shí)現(xiàn)各種實(shí)際的甚至不可視、不可摸、不可入、危險(xiǎn)性高的實(shí)驗(yàn)以及想象的實(shí)驗(yàn)場景。許多醫(yī)學(xué)教育中的實(shí)驗(yàn)和臨床相關(guān)實(shí)驗(yàn)都可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。

目前國際上有代表性的醫(yī)學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室有：霍華德 · 休斯醫(yī)學(xué)研究所 ( The Howard Hughes Medical Institute, HHMI)開發(fā)的心臟病實(shí)驗(yàn)室、神經(jīng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)室等。

在加拿大麥吉爾大學(xué)的蒙特利爾神經(jīng)中心，正在使用被認(rèn)為是世界上最先進(jìn)的神經(jīng)外科學(xué)工具之一的 Neuro Touch Cranio。利用這套工具，神外科醫(yī)生可以在沒有患者的情況下模擬復(fù)雜的手術(shù)過程。這項(xiàng)技術(shù)使醫(yī)生能獲得和真實(shí)外科手術(shù)中握著手術(shù)工具一樣的感受。這個設(shè)備也包括一個屏幕，在屏幕上顯示腦組織腫瘤的鮮明模擬，同時(shí)也模擬了對腫瘤和其周圍組織進(jìn)行外科學(xué)手術(shù)的工具和手術(shù)的效果。這種模擬器目前正在進(jìn)行訓(xùn)練研究，幾年后它才能真正用于神經(jīng)外科學(xué)的職業(yè)訓(xùn)練。

此外，還有虛擬醫(yī)院的出現(xiàn)。通過使醫(yī)學(xué)專家信息數(shù)字化，降低訪問醫(yī)學(xué)信息的門檻，方便可訪問治療點(diǎn)的醫(yī)療人員和其他人員(如患者)的訪問。虛擬醫(yī)院分為患者網(wǎng)頁、醫(yī)護(hù)人員網(wǎng)頁、管理人員網(wǎng)頁等，可供進(jìn)行虛擬練習(xí)使用。

國內(nèi)醫(yī)療相關(guān)的VR創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目也并不在少數(shù)。形勢看起來一片大好，但在醫(yī)療行業(yè)，超高精度、準(zhǔn)確是第一要義，而目前卻因?yàn)槭芟抻诩夹g(shù)，仍存在影像觀看清晰度不夠，細(xì)節(jié)丟失嚴(yán)重等問題。阿爾法公社創(chuàng)始合伙人許四清也曾就此問題提出質(zhì)疑：“VR領(lǐng)域用在醫(yī)療里面不是不行，就是太早了。因?yàn)榫湍冕t(yī)療手術(shù)的錄像直播教學(xué)來說，先高清，你先看清楚護(hù)士和醫(yī)生他們手上拿了什么、站在哪里再說，其他根本不重要。”