《電子技術(shù)應(yīng)用》
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AR醫(yī)療主要應(yīng)用場景

2020-11-28
來源:健康界
關(guān)鍵詞: 智能醫(yī)療 AR

  1、術(shù)前模擬/規(guī)劃/培訓(xùn)

  ImmersiveTouch位于芝加哥的伊利諾伊州,,成立于2005年,,主要使用Vive和OculusRift頭戴式顯示器(HMD)以及觸覺反饋設(shè)備設(shè)計多種AR/VR交互式醫(yī)療使用場景,已成功為到神經(jīng)外科,、矯形外科,、眼科、耳鼻喉科等多科室的術(shù)前模擬,、術(shù)中使用提供了幫助,。目前公司業(yè)務(wù)主要分為三個模塊:ImmersiveView?VR,、ImmersiveViewSurgicalPlanning(IVSP,?)。

  ImmersiveSim,?Training主要提供手術(shù)培訓(xùn),、手術(shù)模擬的功能,主要面向醫(yī)學(xué)院學(xué)生及各個醫(yī)療器械公司,。該平臺能夠為使用者提供身臨其境的獨特模擬/培訓(xùn)機會,,開發(fā)了多種學(xué)習(xí)模塊可以替代昂貴的尸體訓(xùn)練,可以通過觸覺反饋設(shè)備清晰地感受到患者皮膚、肌肉,、骨骼之間的觸覺差異,。每個模塊能為使用者提供即時的教學(xué)反饋,并可配備糾正性培訓(xùn)和復(fù)雜的評分系統(tǒng),,以改善和量化手術(shù)操作規(guī)范性,。該平臺與克利夫蘭診所、芝加哥大學(xué)醫(yī)學(xué)院,、約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院等醫(yī)療機構(gòu)合作,,大量實驗數(shù)據(jù)顯示該平臺能夠提高手術(shù)的準確性、縮短手術(shù)時間,,減少手術(shù)并發(fā)癥,,增加外科醫(yī)生的信心。

  兩位來自紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)中心(NYUMedicalCenter)的醫(yī)生OsamahChoudhry,、ChristopherMorley在2017年聯(lián)合創(chuàng)立了Medivis,,Medivis是眾多尋求將AR和VR等新技術(shù)引入OR的公司之一。今年3月Medivis推出了基于HoloLens和MagicLeap的解剖學(xué)培訓(xùn)平臺AnatomyX,,AnatomyX平臺可提供5000個以上的解剖結(jié)構(gòu)3D模型,,這些模型數(shù)據(jù)來自于真實病人的CT和MRI。學(xué)生們可通過手勢和100多種語音指令與這些模型交互,,在MagicLeapOne中它還支持6DoF手柄交互,。此外,該平臺最多可支持20人實時協(xié)作,。西海岸大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)已經(jīng)在使用這種平臺,。除了與微軟存在硬件合作伙伴關(guān)系外,,Medivis還與通訊大頭Verizon合作,成為其大肆宣傳的5G網(wǎng)絡(luò)合作伙伴,。5G的到來使得SurgicalAR能在30秒內(nèi)從服務(wù)器中提取醫(yī)學(xué)圖像進行全息顯示,。Medivis還正在整合機器學(xué)習(xí)的功能,以便在病人開始計劃手術(shù)過程時,,從他們的醫(yī)療記錄和診斷中識別出最相關(guān)的信息,。

  TouchSurgery成立于2013年,由兩位倫敦的外科醫(yī)生創(chuàng)立,。用戶頭戴微軟的HoloLens頭顯,,用戶會看到一個專業(yè)外科醫(yī)生的實時視頻反饋,在這之上還會覆蓋虛擬指導(dǎo),,告訴手術(shù)是如何進行的,。目前已開發(fā)出數(shù)百個外科手術(shù)的視頻教程,較為著名的是GoSurgery,,用戶能直接使用iPhone/ipad,,它將為醫(yī)學(xué)生提供全息逐步指南,,手把手地手術(shù)教學(xué),每一項手術(shù)操作包含詳細的介紹,,包括解剖位置,、麻醉方式、適應(yīng)癥及禁忌癥,、術(shù)后并發(fā)癥等,,現(xiàn)已成功在英國和美國的醫(yī)院完成了測試。

  PanteleimonPantelidis等人發(fā)表了《VirtualandAugmentedRealityinMedicalEducaTIon》論文,,其中列舉了不少在AR&VR醫(yī)療領(lǐng)域的產(chǎn)品,,在解剖、內(nèi)窺鏡手術(shù),、神經(jīng)手術(shù),、骨盆手術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)品,如下圖所示,。

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  2,、術(shù)中診斷/導(dǎo)航/手術(shù)

  Medivis在成立初期就收到了IniTIalizedCapital、DELL,、微軟等公司的大力支持,,獲得了230萬美元的投資,并推出了第一代產(chǎn)品SurgicalAR,,隨后SurgicalAR一路風(fēng)生水起,,在今年6月獲得了FDA認證。目前外科手術(shù)仍然主要依靠二維成像技術(shù)來理解和操作極其復(fù)雜的病人病理,。Medivis將全息可視化和導(dǎo)航技術(shù)引入外科手術(shù),,為外科醫(yī)生提供增強現(xiàn)實數(shù)據(jù)集成和可視化工具,從根本上推進了手術(shù)干預(yù),,徹底改變了外科醫(yī)生對病人的安全操作方式,。Medivis能夠訪問患者數(shù)據(jù),并將其可視化地表示為三維模型,,供醫(yī)生在計劃手術(shù)時參考,。這種模型被映射到病人身上,從而為外科醫(yī)生提供一種最佳的手術(shù)方案,。Medivis首席執(zhí)行官,、神經(jīng)外科醫(yī)生喬杜里Choudhry表示“全息可視化是手術(shù)成像和導(dǎo)航的最終前沿?!?/p>

  EchoPixel在2017年的第103屆北美放射學(xué)會(RSNA)會議上展示了最新版本的交互式的混合現(xiàn)實醫(yī)療軟件True3D,,目前True3D已獲FDA認證。該軟件利用DICOM圖像數(shù)據(jù)創(chuàng)建器官、血管和其他結(jié)構(gòu)的真實尺寸的全息版本,,允許醫(yī)生旋轉(zhuǎn),、調(diào)整大小、解剖和作出切口,,以虛擬病人特定的解剖,。這一功能使醫(yī)生能夠更快地讀取圖像,從而更快地進行診斷,,并提供更好的術(shù)前規(guī)劃,,還擴展了計算機斷層掃描(CT)和磁共振成像(MRI)之外的支持模式,多種醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)能夠有助于更好地評估植入式裝置的大小,、子宮肌瘤和子宮血管的分布以及胎心的評估,。該公司在2017年獲得了由英特爾領(lǐng)投的850萬美元A輪融資。

  ImmersiveView,?VR將患者的CT,、CBCT、3D血管造影和MRI掃描等術(shù)中實時醫(yī)學(xué)影像呈現(xiàn)在醫(yī)生佩戴的頭顯上,,使醫(yī)生看見另一個數(shù)字化患者(digitaltwin),。該平臺可用于放射室、手術(shù)室,、醫(yī)生辦公室,,使醫(yī)生查看患者術(shù)中的關(guān)鍵掃描信息,也能使患者更清楚診療情況,,目前這款平臺已通過FDA及CE認證,。

  IVSP?沉浸式手術(shù)規(guī)劃平臺將DICOM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高保真的三維VR模型進行可視化,,在此基礎(chǔ)上提供了相應(yīng)的可視化手術(shù)工具,,幫助醫(yī)生團隊研究、評估,、規(guī)劃手術(shù)并在手術(shù)中使用,,并且能夠與醫(yī)學(xué)數(shù)字成像數(shù)據(jù)(DICOM)以及患者檔案和通信系統(tǒng)(PACS)兼容,,可使用OculusRift手柄可以實現(xiàn)切割,、測量、標記等手術(shù)操作,。該平臺能使醫(yī)生進入到耳鼻喉腔道,、神經(jīng)束等細微視角,也有上帝視角觀察全局解剖結(jié)構(gòu),,由深及近地進行手術(shù)規(guī)劃,。目前IVSP?已通過FDA認證,HIPAA認證及CE認證,。

  SurgicalTheater是由前以色列空軍人員建立的,,結(jié)合了以色列軍方的尖端戰(zhàn)斗機飛行模擬技術(shù)。SurgicalTheater的主要產(chǎn)品為PrecisionVR,,通過VR技術(shù)進行外科手術(shù)的影像指導(dǎo),,改善外科醫(yī)生手術(shù)方式,幫助手術(shù)順利進行,。SurgicalTheater與光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)NordicNeuroLab公司合作,,將其公司的nordicBrainEXDTI(彌散張量成像)處理應(yīng)用整合在PrecisionVR平臺中,這樣會使醫(yī)生對相關(guān)的解剖,、功能組織和細部組織進行深入的細節(jié)擴展和提高沉浸感,。SurgicalTheater曾在2016年獲得HTC提供的1100萬美元A+輪投資。

  3,、術(shù)后康復(fù)

  VividVision公司成立于2014年,,公司成立動機是想應(yīng)用VR技術(shù)治療弱視和斜視類眼疾。目前成功推出康復(fù)治療類游戲《VividVision》,,借助VR讓患者通過特定設(shè)計的視覺效果去影響大腦感知能力,,在游戲過程中通過正確的康復(fù)動作訓(xùn)練用戶眼部內(nèi)未被使用過或正在休眠的肌肉組織,從而達到治療效果,。除此之外,,借助VR技術(shù)恢復(fù)視力,避免了痛苦,、乏味的物理治療方式,。目前產(chǎn)品僅在北美的41家眼科診所提供服務(wù),且必須由醫(yī)生處方才能獲取,,預(yù)計今年晚些時候推向國際市場,,目前在申請FDA認證。

  VRHealth成立于2016年,,是世界上首批通過ISO認證且其所有醫(yī)療應(yīng)用均獲得FDA授權(quán)的VR醫(yī)療保健公司之一,。其旗艦產(chǎn)品VRPhysio應(yīng)用軟件已經(jīng)獲得了FDA認證,并且首先用在了斯波爾丁康復(fù)醫(yī)院和波士頓的BethIsraelDeaconess醫(yī)療中心,,其在歐洲的CE認證也即將完成,。VRHealth計劃在一年內(nèi)發(fā)布四款新的產(chǎn)品,VRPsyc用于精神障礙,,包括常見的緊張,、恐懼癥、焦慮癥,、進食障礙和創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD),;VRCoordi會與VRPhysio配套使用,,主要針對有發(fā)展協(xié)調(diào)障礙和各種不同水平的自閉癥的孩子們,改善他們的協(xié)調(diào)能力,;VRCogni主要用于改善中風(fēng)患者,、老年癡呆癥患者、腦震蕩患者,、帕金森病患者的認知功能,;VRReliever目的是使用戶通過完成特定的動作分散注意力來管理慢性疼痛。以治療創(chuàng)傷性腦損傷為例,,患者參與虛擬游戲,,任務(wù)是將拳擊手套與在他們面前彈出的一組燈相匹配。他們的響應(yīng)時間,、錯誤和進度是實時測量和分析的,。可用于評估運動員在腦震蕩后的情況,。

  SeeMeVR主要用于中風(fēng)或外傷性腦損傷患者,,早在2009年就已經(jīng)上市,使其成為首個用于此類患者的商用VR系統(tǒng),。SeeMe借助Kinect雙目攝像頭或標準的網(wǎng)絡(luò)攝像頭,,將特定的醫(yī)療場景圖像傳輸?shù)交颊叩碾娔X,使患者沉浸到一個定制的治療場景中,。在這個場景中,,患者需要完成由醫(yī)生制定的練習(xí)項目。醫(yī)生可以使用該系統(tǒng)來評估患者的力量,、耐力,、運動范圍、姿勢控制,、反應(yīng)時間,、本體感受、運動質(zhì)量,、知覺,、分配性注意和記憶力等。

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