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 |
- 教育训练(TrainingMedicalEducation)
- 医疗复健(Rehabilitation)
- 手术应用(SurgicalApplications)
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- 3D沉浸式手术室模拟(FullyImmersive3DOperationRoomSimulations)
- VR模拟(Simulation)
- VR诊断(Diagnostics)
- VR复健(Rehabilitation)
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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
- 数据源:http://industryarc.com/Report/205/Wearable-medical-devices-Market-Analysis-Report.html
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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