002期
2016 年 09 月 13 日
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不只游戏夯! VR技术打造医疗新利器
吴碧娥╱北美智权报 编辑部

在医学领域中,VR技术是医疗教育的新选择,医生戴上VR 眼镜,就可以沉浸式体验亲自操刀的感觉,不但能全面了解手术的各个环节,还能从第一视角观看手术的细节。透过VR直播手术过程,打破了传统医科教学的限制,新一波的医疗教育变革即将掀起,高度互动性和拟真度正是这场革命的核心!

2016年6月7日,上海六院张长青教授完成中国国内首例骨科VR手术视讯直播,时隔一周,在6月14日上午八点,北京协和医院翁习生教授完成全球首例人工全膝关节换置手术VR教学APP直播。同一时间,有6,700多位医生正在手术室外,戴着VR眼镜透过VR频道同步感受这台手术,一边学习翁教授的操刀技巧。

图一、透过VR装置观看手术直播将带动医疗教育新革命。

图片来源:好医术官网

这是全球第一个人工全膝关节置换VR手术教学直播。在医学教育领域中,VR技术是医生学习的新选择,医生只需要戴上VR眼镜,就可以沉浸式体验亲自操刀的感觉,不但能全面了解手术的各个环节,还能从第一视角学习手术的细节,超越了3D的效果。

VR直播手术过程,让医生不用进手术室也能身处手术的现场学习,新一波的医疗教育变革即将掀起,高度的互动性和拟真度正是这场革命的核心。

在传统的医科教学中,现场观摩人数非常有限,以往只能透过人体模型练习,如今透过虚拟的现实,利用VR技术,医生可以「第 一视角」观看并学习,有利于医生真正意义上的临床操刀,提高手术精准度,同时也兼顾了医疗教育的及时性和公平性。「好医术」是大陆的医生在线教育学习平 台,未来将提供更多VR手术教学直播,协助医生进行临床学习。

VR、AR医疗应用市场 2020年突破25.4亿美元

过去几年因为产品尺寸限制和零件成本太高,阻碍了虚拟现实(VR)、扩增实境(AR)的发展,但随着零组件成本下降,以及手势识别系统的逐步改善,已经看到AR和VR在医疗系统市场上的复苏。

AR技术是跨应用广泛使用,如外科应用、复健、微创手术与仿真等;VR是涉及整个诊断,可用在治疗恐惧症、牙科、创伤后障碍治疗等应用,目前两者正广泛运用于各个医疗领域发展中。

根据美国研究机构Industry ARC报告,VR、AR的医疗健康市场将在2020年达到25.4亿美元,主要营收来自模拟训练以及康复治疗两大块;2014年VR、AR医疗应用总产值约为12亿美元,其中口腔医疗类的VR应用为占比最大,约为2.23亿美元。若以地区来看,北美的需求最大达52%,其次是欧洲、第三是亚太地区。2013年至2020年,北美地区年复合增长率约为18.8%。

图二、VR、AR的医疗健康市场产值分布(按地区)

数据源:Industry ARC

北美洲带动了VR医疗市场,其次是欧洲和亚太地区。在 AR和VR医疗保健市场上的领先企业包括Aruba Networks、Foursquare、Qualcomm、Atheer、OrcaMD、Droiders、Hologic Inc.、Virtalis、Unity Technologies、Middle VR、Oculus VR Inc.、Gowalla等公司[1]

按照医疗领域来看,AR医疗应用主要在教育训练、医疗复健、手术应用、医疗咨询等领域;VR医疗应用则涵盖全3D沉浸式手术室模拟、VR模拟、VR诊断、VR暴露治疗、VR复健、疼痛注意转移治疗等领域。

表一、AR和VR在医疗中的应用领域

AR医疗应用领域

VR医疗应用领域

  1. 教育训练(TrainingMedicalEducation)
  2. 医疗复健(Rehabilitation)
  3. 手术应用(SurgicalApplications)
  1. 3D沉浸式手术室模拟(FullyImmersive3DOperationRoomSimulations)
  2. VR模拟(Simulation)
  3. VR诊断(Diagnostics)
  4. VR复健(Rehabilitation)

数据源:https://yoyovrar.tw/、台湾地区“资策会智能网通系统研究所”提供

VR医疗实际应用

意识上的麻醉药

方向联合数字科技有限公司创办人陈思嘉举例,许多疾病的治疗过程都非常痛苦,透过虚拟场景的设置,来转移患者的注意力,进而达到治疗的目的。若在游戏中设置虚拟的冰雪世界、冰冷的河流和瀑布,还有雪人和企鹅,病 人可以飞跃冰雪覆盖的峡谷或是投掷雪球,此时他们注意力集中于冰雪世界,就无暇顾及伤痛。美国罗耀拉大学医院(Loyola University Medical Center)就利用一个名为"SnowWorld"的VR游戏,来为烧伤病人缓解换药的伤痛。

图三、利用VR的虚拟场景可做为病患意识上的麻醉药。

图片来源:2016/7/29「新一代智能医疗VR应用趋势论坛」方向联合数字科技有限公司陈思嘉简报数据

心理治疗

另外,VR技术同时也可以作为压力型精神衰弱的治疗工具,包括创伤后压力心理障碍症、惊恐障碍或恐慌症,藉由VR技术为患者提供一个安全可控制的锻炼环境,让患者与他们害怕的东西接触,进而得到治疗;或是利用VR模拟引导冥想过程,让病患沉浸在一个能让自己快乐和放松的环 境,减少生活压力和焦虑。

化繁为简 回归需求端

台湾地区“资策会智能网通系统研究所”组长林敬文指出,混合虚拟与实景的「混合实境」(Mixed Reality,简称MR),在实际在应用面上,还有来自电力与运算能力定位与信息迭合操作接口用户体验等多方面的挑战。

因为VR和AR装置要承载大量且复杂影像实时运算,电力与运算能力是最重要的关键,以智慧眼镜Google Glass为例,电池容量只有570mAh,连续录像仅可使用约45分钟。要解决电池续航力的问题,必须努力改善硬件,像是增加电池数量或是加大电池容量,但因受限于电池的体积与重量,以及电池容量的技术发展,仍无法加快运算的速度。

此外,要让虚拟图像具有真实感,必须具备精准定位与3D建模,因此定位定向技术需要不断精进,利用计算机视觉剪影法,可处理 虚拟物体与真实物体之间的迭合。最后一个挑战,还是要回归使用者最真实的体验,像是视角不够大、操作接口不够直觉、戴起来不舒服、使用上不方便,是各种 AR或VR装置仍待解决的问题。

林敬文指出,AR与VR的医疗应用前景看好,AR多应用于手术辅助,VR则多应用于模拟。虽然创新应用必须仰赖技术辅助,但仍须多注重需求端本质,才能被市场所接受。未来AR与VR的医疗装置设计,会继续朝「化繁为简」迈进,提供「自然直觉」的使用方法,才能够满足使用者需求。

备注

 

作者: 吴碧娥
现任: 北美智权报资深编辑
学历: (台湾)政治大学新闻研究所
经历: 骅讯电子总经理室特助
经济日报财经组记者
东森购物总经理室经营企划

 


 





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