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                        虛擬現實 離臨床應用有多遠?

                        發布日期:2019-04-05    點擊量:10141 次

                          深圳多家醫院率先嘗試虛擬現實技術在醫療領域的應用,引起廣泛關注。記者在采訪中獲悉,盡管近年來虛擬現實技術在醫療領域的進展備受各界關注及看好,虛擬現實技術目前在國內醫療領域的嘗試仍是初步研發階段,尚未達到臨床醫療級別的應用。

                          不過多名從事虛擬技術在醫療領域應用研究的深圳醫生均告訴記者,隨著算法的更加精準成熟、5G技術的普及應用,虛擬現實技術有望讓更多醫生和患者受益。

                          近段時間以來,MR技術結合5G的遠程醫療案例目前頗受關注。5G網絡使圖像、音頻的傳輸再也不用擔心卡頓的問題。將來MR結合AI、5G等黑科技有望實現無人手術嗎?

                          基本處于前期研發階段

                          虛擬現實技術雖已出現多年,但目前在醫療上的輔助應用仍是新鮮事物,近兩年才在國內為數不多的醫院開展探索嘗試。2015年微軟發布推出可穿戴式AR設備HoloLens推動了虛擬現實技術在各領域的應用。而總部位于德國柏林的Scopis推出的全息導航平臺,利用Hololens頭顯為外科手術提供更精確和快速的手術引導,目前已經幫助醫生做了超萬臺手術。記者了解到,虛擬現實技術目前在我國主要是用于教學及向病人解釋病情,輔助手術的應用仍處于較為前沿的初步研究階段。

                          “VR的特點是帶來很強勁的沉浸感,這在教學當中非常重要。比如在地震、火災現場做心臟復蘇,因為心理干擾,肯定會影響發揮,場景式學習是很重要的角度。” 北京大學三名辦主任、超聲科主任醫師石宇說:“VR醫療教育的優勢還在于節約培訓成本,學員能夠有更多模擬動手的機會。而數字化的內容具備可復制可拓展性,更有利于傳播。”

                          不過虛擬技術在醫療領域的推廣應用仍受諸多條件因素限制。首先是綜合性人才的稀缺。涉及到多學科領域,需要既懂硬件、算法,又具備醫學背景的專業人士。“目前綜合知識背景的相關人才還是很缺乏的。同時,虛擬技術在醫療上的應用開發成本及其收益如何衡量也是影響其可持續性的關鍵。”石宇表示。

                          虛擬現實技術在醫療機構的應用以怎樣的形式可持續性進行,也是正在研發相關項目的醫生重點考慮的問題之一。石宇介紹,目前項目與深圳一家虛擬現實技術公司共同開發建設,以建立深圳市虛擬現實臨床應用公共服務平臺,希望能實行創新商業化的運營方式,以實現平臺自負盈虧和不斷拓展。

                          而南醫大深圳醫院康復科作業治療師危昔均進行的項目第一筆資金則來自于他在香港理工大學讀博期間所獲得的科創基金。他目前面臨的問題除了項目本身的開發研究,也涉及到后期項目資金的持續性投入問題。

                          危昔均表示目前VR應用于康復治療仍在研發階段,傳統訓練結合虛擬環境游戲的康復效果是否優于傳統訓練方法仍需要進一步的大樣本研究。但他對于虛擬技術在康復領域的應用非常樂觀。“在醫療資源緊張的大背景下,價格低廉的虛擬環境游戲令其在社區甚至患者家庭中都可得到廣泛的應用。”

                          算法及精密度仍是當下挑戰

                          虛擬現實技術對于提高醫療手術的效率和安全性越來越得到廣泛認知。

                          以應用MR為開展骨科手術為例,病人躺在病床上,在手術室里醫生一開始看到的軀體部位是有血有肉,但直觀上無法見到骨頭,也不知道腫瘤到底長在哪里。“MR技術則是將骨頭、血管的3D立體影像與病人所需進行手術的部位完全覆蓋,對照著影像就可以將腫瘤切掉。”

                          南醫大深圳醫院骨科副主任方國芳解釋說:“不僅與骨頭形狀高度重合,就連密密麻麻的血管也呈現出來,MR技術更加精準并具有指導意義,醫生可以懂得在手術時如何避開重要血管和神經組織。”

                          “過去實施手術醫生需憑自身經驗,在腦海中將這些二維模型轉化為三維信息,醫生構建立體圖像,會造成誤差。為醫生規劃手術提供極大便利。”北京大學深圳醫院神經外科主治醫師楊鴻春向記者表示。

                          在記者采訪過程中,多名醫生都告訴記者,目前虛擬顯示技術只是作為醫療的輔助參考,離臨床應用要求仍有很大差距。醫學是個極其嚴謹的行業,利用虛擬技術構建逼真的醫學模型精準度要求極高。

                          而3D立體影像的精準度則是手術的關鍵。記者采訪了解到,3D模型的精準度取決于術前、術中影響和CT等儀器掃描重建的精度,而重建的精度則取決于算法。“在算法方面目前還未建立統一標準。是算得更快重要,還是算得更準重要?數學運算算法如何能夠實現又快又準,目前仍是挑戰。”方國芳說。

                          無人手術可期? 目前仍需人工糾正

                          記者了解到,目前MR技術的遠程醫療,主要用于骨科、肝膽外科、闌尾手術,且目前各種技術都是輔助性的,均達不到臨床醫療級別的應用。不過即便如此,對于神經外科等科室的高難度高風險手術來說,相關技術的應用則更為謹慎。

                          目前應用于神經外科的3D導航術前規劃不僅以綠色標出腫瘤所在位置,還可以直觀感受到神經纖維分布,患者的語言中樞在哪里,以幫助醫生在真正進行手術時確定腫瘤的位置,以及需要重點保護的血管和神經組織。“可以了解如何以損傷最小、離大腦皮層最近的方式來切除腫瘤。”北京大學深圳醫院神經外科主治醫師楊鴻春告訴記者:“手術中,顯微鏡下顯示的3D立體腦組織影像,對于醫生開展手術是重要的參考依據。”

                          但3D導航術前規劃工作是由醫生團隊來完成的。往往是做一次開顱手術需要五六個小時,但進行3D導航術前規劃的時間要花費二三十個小時。“在3D導航建模系統中,AI也會根據影像的密度來分辨病變程度,但往往與真實情況有區別。”“醫生必須要根據自己的判斷來進行修正,一毫米的差距往往決定了病人今后的語言功能。”

                          同時如何應對現實中的干擾因素也是目前虛擬現實技術無法解決的。“例如患者體位發生變化,呼吸稍微急促,就會影響到數字模型與病人實際情況的匹配度。虛擬現實只能作為輔助手段,經驗豐富的醫生依然是手術進展順利與否的決定性因素。”楊鴻春說。

                          “人在手術上的精準化程度遠高于機器人,且人有自我修正能力,遇到變異情況,會隨時停下來。機器目前還很‘笨’,病人體位改變后,如果還按照原來設定的數據去操作,會帶來一定的風險。手術中碰到重要組織結構如何報警?如何避免損傷重要的組織器官?如何克服該問題,建立正反饋機制,也是目前研究人員正在努力的方向。”方國芳告訴記者,這也是南方醫科大學數字骨科研究團隊正在研究的方向之一。


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