過去數(shù)十年間,醫(yī)學上的許多重大技術突破都發(fā)生在診斷性影像學上,,比如超聲波,、乳腺X線攝影、CT,、MRI等,。而這些技術的實現(xiàn),離不開普遍意義上的技術發(fā)展,,包括更加小型的攝影機,、更加小巧但快速的處理器、以及實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)?,這些讓醫(yī)生們能夠在行醫(yī)過程中更好的通過圖像來診斷和治療,。幾乎所有的手術在真正侵入病人的身體之前,都涉及到某種形式的掃描,。就算是在急診,,外科醫(yī)生也會通過超聲波或者CT來幫助診斷。目前,,醫(yī)學影像能夠做到即時診斷,,無論是大型還是小型的疾病。
然而,,在醫(yī)學成像迅速變革的同時,,圖像呈現(xiàn)的形式卻基本和上世紀50年代沒有區(qū)別。視覺數(shù)據(jù)依然通過2D的平面顯示屏來呈現(xiàn),,迫使醫(yī)生或者護士在操作的過程中必須將病人身上的視線挪開,。同時,這些圖像也不是從觀看者的角度來展示的,,更多的是從設備本身:醫(yī)生們必須用想象力和技巧來理解這些圖像,,同時還要在手術過程中將這些圖像投射在病人的身上。最后,,不同類型的視覺數(shù)據(jù)是分開呈現(xiàn)的,,因此醫(yī)生也必須要用額外的精力來更好的將多種圖像融合在一起,。這種技巧需要他們多年的練習。
AR技術擁有改變這一切的潛力,。在馬里蘭融合現(xiàn)實中心的“Augmentarium”項目中,,我們正在研發(fā)醫(yī)學AR應用,就和斯坦福,、杜克大學和約翰·霍普金斯大學的團隊一樣,。在我們設想的這個應用中,外科手術醫(yī)生將會使用一臺AR頭顯(比如HoloLens),,來看到虛擬的圖像和其他的數(shù)據(jù)直接覆蓋在自己的視野范圍中,。比如,頭顯能夠將一個身患動脈瘤病人的實時超聲波心電圖展示在醫(yī)生的眼前,,同時有著所有的關鍵信息和數(shù)據(jù),。此時,醫(yī)生不再需要挪開視線望向不同的屏幕以及解讀信息,。
哈佛商業(yè)評論:AR如何讓手術更加安全,?
AR在同時展示圖片數(shù)據(jù)以及其他病人信息上的潛力,能夠拯救生命和減少醫(yī)療事故,。這對手術室之外的醫(yī)療流程尤其有幫助,。手術室或許是醫(yī)院中最安全的地方,一個病人通常會有一整只4-8人的醫(yī)生和護士團隊照料,。由于病人都會在手術前進行詳盡的影像診斷,,所以手術的流程通常會被妥善的安排好。麻醉師會監(jiān)控病人的生理機能,,同時管理止疼藥和可拯救生命藥物,。手術護士確保所有的設備都能夠被第一時間使用。此時,,醫(yī)生就能夠完整沉浸在手術任務中,。然而,手術室中的時間是極其珍貴的,,同時手術室也通常會提前被安排好擇期的病例,。對于所有的醫(yī)院來說,擇期手術都是重要的收入來源,,因此保證手術室滿負荷使用和運轉的壓力非常大,。小型的、緊急的手術很難獲得空檔,。結果就是,,很多這類型的手術不得不在手術室之外進行,比如在ICU和急診室。正是在這些情況下,,病人遭受的風險最大,同時AR也用著用武之地,。
和手術室中不同的是,,這類型手術獲得的支持非常少。通常情況下只會有1個醫(yī)生和1個護士負責整個操作,,而病人的生理情況經(jīng)常很不穩(wěn)定,。如果手術發(fā)生在半夜,很可能負責手術的是初級的實習生,,而且要同時扮演麻醉師和手術醫(yī)生的角色,。同時,手術房間并不是專門設計的,,尤其是牽涉到醫(yī)學影像的設備,。一系列的檢測儀器讓整個局面更加復雜。醫(yī)生在追蹤不同的圖像和數(shù)據(jù)顯示屏的過程中,,非常容易錯過和病人體征相關的關鍵信息,。而一個單一的、集成了多種影像和病人數(shù)據(jù)的AR顯示屏有助于讓醫(yī)生專注于病人本身,,從而提升手術相關的質量和安全程度,,以及減少成本。
除了更加安全的手術過程之外,,AR也能夠減少對大量實體顯示屏的需求從而減少成本,。目前,超聲波,、內(nèi)窺鏡和支氣管鏡都需要醫(yī)院購買一整套的設備,,這些系統(tǒng)各自擁有不同的顯示屏。這些設備的花費能夠達到數(shù)萬美元,。實際上,,這些不同的影像系統(tǒng)的顯示方式并沒有根本的不同,但是現(xiàn)有的商業(yè)模式就是只出售整個系統(tǒng),,同時這些顯示屏之間互不兼容,。電子醫(yī)學檔案有自己的顯示屏;血液動力監(jiān)測儀和通風設備有各自的顯示屏,,這些數(shù)據(jù)還互不融合,。AR能夠提供一個共享的屏幕,最終能夠減少針對病人不同數(shù)據(jù)的專門的監(jiān)測器,,而是讓不同的生理數(shù)據(jù)能夠進行實時的融合,。
當然,AR技術仍然需要進步來實現(xiàn)以上的構想,同時醫(yī)生也要足夠相信這一理念,。硬件需要能夠讓醫(yī)生舒適且安全的佩戴,。對于一些應用來說,圖像必須要足夠通透,,但另一些則需要更加實心,。如果一些圖像要用于指導手術的話,就必須精確到極致,。技術上的挑戰(zhàn)很多,,但不是說無法克服。
想要實現(xiàn)AR在醫(yī)學中的應用,,還需要優(yōu)秀的計算機科學家和物理學家,。我們對于未來感到很興奮:AR在醫(yī)療健康領域的應用,終有一天會像聽診器一樣普遍,。