卫生技术借助虚拟现实实现飞跃

March 9, 2020 Brandon Lewis

医学成像, 医疗保健技术, 健康技术

外科患者从最初的问诊到治疗和康复可能是一个饱受折磨的过程。医患沟通不畅只会使压力加剧。

外科医生的专业知识和经验与患者对于病情的认知之间的鸿沟很难弥合。通常,尽管医生竭尽全力为患者提供帮助,但患者仍然感到不知所措、茫然无助。

大多数人看不懂医生通常用来向患者解释病情的成像扫描,所以只能是随声附和,假装理解。但在虚拟现实 (VR) 面前,人们不必不懂装懂。就像飞行员使用虚拟现实模拟器来进行飞行训练一样,同样的技术也可以将患者的二维医学成像重建为三维 360 度模型。外科医生和患者可以在这种虚拟的“双胞胎式”诊疗环境中共同体验虚拟现实。

将 CT、MRI 和先进的后期处理图像(例如 DTI 和 BOLD)等诊断技术整合起来,便产生了一个综合性的 360 度沉浸式环境。外科医生利用这样的环境,能够以虚拟方式重建患者的解剖和病理结构。在外科医生解释和演示医疗团队在手术过程中将使用的计划手术路径时,患者只需上下左右转动头部,便可了解自己的解剖结构(图 1)。

虚拟现实将医疗技术推向新的高度。(资料来源:Surgical Theater)
图 1。虚拟现实将医疗技术推向新的高度。(资料来源:Surgical Theater)

卫生技术助推互动和教育领域

如果没有虚拟现实,通常的外科咨询场面就是患者坐着等待医生录入电子医疗记录 (EHR) 系统。Surgical Theater 的首席运营官 Alon Zuckerman 说:“EHR 一度被认为是提高患者参与度的工具,但实际上,屏幕在医患之间竖起来一道障碍。”在一堆难以理解的二维图像和深奥的医学术语面前,即便有塑性模型(例如,大脑)也是无济于事。

Surgical Theater Precision VR 平台通过提供一个视觉桥梁,解决了在这样的困境之下吸引和教育患者的问题。Zuckerman 说:“医生和患者实际上可以像飞行员或宇航员一样飞入患者体内,并熟悉关键的部位、病灶和威胁。”

这就是听到“这里是大脑,这里是视神经”与看到(几乎是亲身体验)自己的病理之间的区别。例如,患者可能会直接看到肿瘤太靠近关键结构而无法通过手术切除。因而,对能够避免不必要的风险心存感激,而不是责问医疗质量。

即使在极度紧张的情况下,患者也可以进行包括 Precision VR 在内的咨询,清晰了解病情,并理解没有这套系统是根本做不到的。

加强版医疗成像

这种轻松的信息传递方式使 Precision VR 成为了获得知情同意的出色工具。但它在外科手术计划制定过程中的价值更为惊人。在某些情况下,三维信息会引发对最初根据标准二维成像制定的手术计划进行修改。例如,佩戴虚拟现实护目镜的医生可能会决定走到眉毛上方,而不是穿过鼻子,因为通过观察想到了相应的治疗方案,而单凭传统成像是根本做不到的。

有一个病例凸现了虚拟现实的威力。一位患者由于脊柱上长了一个肿瘤,无法自主行走,只能坐轮椅。第一位给他看诊的外科医生使用了 CT 扫描,确定肿瘤无法手术。患者心有不甘,决定寻求其他医生的意见。于是,患者换了一家医院找另一位医生看诊。这位医生使用了 Precision VR,看到了传统成像技术未曾发现的微小缝隙。手术很成功,患者恢复了正常行走能力。

而这并不是唯一的病例。虚拟现实技术不仅可以让您看到传统二维成像无法看到的画面,还可以让您更好地了解如何制定手术计划。Zuckerman 说,在一家大型学术医疗中心的一项分析中,使用 Surgical Theatre VR 系统的医生根据系统提供的附加信息修改治疗方案的比率达到了 24%。有时,医生会在实际手术过程中实时修改手术方案。

该平台还用于提供实时 360 度增强现实的手术室,使手术显微镜/内窥镜的光学成像与最新的计算机辅助导航和患者专用虚拟现实模型同步。Zuckerman 解释道:“医生可以从许多不同的角度查看患者的解剖结构,甚至可以观察拐角部位,从而预见下一步行动。”

白手套服务

虽然 Precision VR 系统不需要传统医学影像之外的任何其他特殊技术,但 Surgical Theater 可提供一系列附加服务来帮助医院充分利用这套系统。例如,该公司可能会指派虚拟现实专员每周五天为医院提供支持,甚至在手术室安排一名代表,为外科团队提供技术支持服务。该公司还会为手术室和其他临床医护人员安排培训,为医院培养技术支持力量。

当医院希望从单个系统升级到多个系统时,Surgical Theater 可提供企业解决方案。Centralized Control Room Model 是一种技术架构,可驱动企业级 VR/AR 平台。该模型可以访问医院网络中任何站点上存储在医院数据库中的任何 360 度虚拟现实案例。病例在 Control Room 中构建。所有活动都在 Control Room 中受到监视并得到相应的远程支持。VR/AR 应用程序可以在支持 VR/AR 的计算机上运行,也可以在功能减配的客户端上运行。

英特尔® 已成为这项工作不可或缺的一部分,帮助 Surgical Theater 建立了企业解决方案的架构,并通过软件优化与英特尔处理器更好地整合。

Zuckerman 指出:“VR 和 AR 会占用很多计算资源。我们每秒刷新图像 90 次,需要细化渲染到毫米级的 360 度场景。为了通过 FDA 有关手术室应用的标准,在细节或性能上丝毫不可懈怠。”

作者简介

Brandon Lewis

Brandon is responsible for Embedded Computing Design’s IoT Design, Automotive Embedded Systems, Security by Design, and Industrial Embedded Systems brands, where he drives content strategy, positioning, and community engagement. He is also Embedded Computing Design’s IoT Insider columnist, and enjoys covering topics that range from development kits and tools to cyber security and technology business models. Brandon received a BA in English Literature from Arizona State University, where he graduated cum laude.

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