虚拟现实、数字孪生……医疗元宇宙场景有哪些应用?

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虚拟现实、数字孪⽣……医疗宇宙场景有哪些应⽤?
从去年下半年宣布进军元宇宙(Metaverse)业务,并将母公司从Facebook更名为Meta Platforms以来,扎克伯格凭⼀⼰之⼒让“元宇宙”这个已经存在于科幻⼩说⾥30年的概念在全⽹破圈。
海外,包括“元宇宙第⼀股”Roblox和全球芯⽚巨头英伟达在内的⼀些科技企业实际上早在扎克伯格前就已经着⼿布局元宇宙。近期,微软687亿美元收购暴雪也显⽰了在元宇宙分⼀杯羹的⼼思。⽽在扎克伯格宣布元宇宙动作之前和之后,国内也有⼀些科技巨头已经或决定进军元宇宙。腾讯投资了Roblox,字节跳动投资了游戏开发商代码乾坤和VR公司Pico,百度推出了元宇宙社交app希壤等等……
在热议的概念下,游戏⾏业被公认为是最具有元宇宙雏形的领域。尽管元宇宙在医疗领域的应⽤还不常见,但我们还是能够看到⼀些初创公司在朝元宇宙形态下的医疗健康⾏业采取⾏动。本⽂⼀起来看⼀看搭上元宇宙形态的医疗有可能是什么样⼦?动脉⽹希望借此抛砖引⽟,为医疗健康领域更好的发展助⼀份⼒。
医疗元宇宙的初级畅想
仍旧没有⼀个公认的描述能够⽤来定义元宇宙。Metaverse⼀词⾸先出现在美国科幻⼩说家Neal Stephenson在1992年出版的⼩说《雪崩》中,是⼀个基于虚拟现实的下⼀代互联⽹。在扎克伯格的愿景
中,元宇宙能改变⼈与技术之间的关系,允许⽤户在虚拟内容中完成或与虚拟内容⼀同发⽣体验,⽽不是简单地与数字产品和解决⽅案进⾏交互。
接下来让我们尝试想象⼀下医疗健康背景下的元宇宙。⽬前,以互联⽹技术赋能的医疗⾏业,其产品和解决⽅案使患者和医疗提供者能够查看、共享、交换、创建或以其他⽅式与数字内容进⾏交互,如将患者数据输⼊电⼦病历系统、通过在线门户发送付款信息、在应⽤程序上观看物理演⽰或在远程医疗咨询期间共享视频。在元宇宙下,我们可以想象得到的医疗健康体验可能包括患者⽤VR⽅式参加团体课程、外科医⽣通过全息解剖来规划⼿术步骤、孕妇通过AR 技术练习母乳喂养技术。
⽬前⼈们对于元宇宙可能会涉及的元素有这样⼏个共识:扩展现实(包括VR、AR和混合现实MR)、3D图像技术、⼈⼯智能、区块链和加密技术,甚⾄是脑机交互。美国数字健康基⾦Rock Health认为,元宇宙中的医疗保健存在⼴泛的可能性,但⽬前有两⼤类应⽤场景和尝试最为常见:
1.沉浸式环境:通过扩展现实创造的虚拟世界,医疗保健的提供者和消费者出于医疗教育、辅助或⽬的参与其中
2.数字孪⽣:现实世界的实体在虚拟世界中的映射,可以被⽤来协助进⾏医疗保健的相关决策
根据Rock Health的统计,2021年整合了VR或AR技术的数字健康初创公司在11起交易中拿到了1.98亿美元的投融资,是2020年9300万投融资的两倍多。尽管2021年的投融资还不到整个数字健康赛道的1%,但市场和资本都在释放对于元宇宙的早期关注信号。另外根据动脉⽹的不完全统计,国内约有21家涉⾜VR/AR+医疗的初创企业,在2019年以来获得投融资的有6家,共计融资额1.31亿元⼈民币。
元宇宙+医疗可以有哪些场景应⽤
围绕以上两个维度,动脉⽹扩展了相关领域和场景,搜罗了以下海外数字健康的产品形态,它们或许就是医疗健康领域⾛向元宇宙的初始阶段。
1、医疗教学培训虚拟化
●数字医学图书馆
2013年6⽉30⽇,美国医⽣外科医⽣Rafael Grossmann完成了⾸个佩戴⾕歌眼镜进⾏的⼿术。他曾表⽰,在看到⾕歌眼镜的第⼀刻,就意识到了可穿戴设备能为医疗⾏业带来的颠覆性创新。对于这场⼿术,Grossmann进⾏了“直播”,学⽣们不再需要围绕在医⽣⾝边来观摩⼿术从⽽进⾏学习,⽽是可以在⼀定距离外,以精准的医⽣的第⼀视⾓看到、听到⼿术室⾥发⽣的⼀切,并实时提出问题、得到回复。
这为外科教育打开了新的⽅向。传统上来说,对于医学⽣和执业医师的外科教育很⼤程度上取决于他们能否进⼊⼿术室,以便从顶级专家那⾥学到新的⼿术技术,然⽽这⼀机会通常⼗分有限。VR技术的应⽤,为医学教育带来完全不同的体验。在这点上,医疗教育流媒体视频库GIBLIB是⼀类。
GIBLIB提供丰富的4K⾼清视频资源,内容包括医学教学、讲座和会议内容、⼿术操作,被称为医学教育界的Netflix。GIBLIB将真实的⼿术以4K、360度VR的形式录制成视频,实现外科医⽣视⾓的精确摄
像机⾓度和360度全景,⽤户只需要戴上VR设备就能够以沉浸式的⽅式观看⼿术室中的真实活动。GIBLIB还向外科医⽣和医疗专业⼈员提供360度VR形式的继续医学教育 (CME)认证内容。
CME认证指的是帮助医疗执业⼈员保持并提⾼其⾃⾝专业技能、知识和竞争⼒的教育活动,在美国⼀些州,这是许多医疗⼈⼠保持⾃⾝执业资格的必要条件。有时候,医疗⼈⼠甚⾄需要前往世界各地的⼀些医学会议来获得相关认证,对时间、⾦钱、和地点都提出了更⾼的要求。GIBLIB的在线视频库则意味着⼈们使⽤⼿机和电脑就可以通过沉浸式的⽅式进⾏学习。
橙子去皮机
蒙砂膏
GIBLIB官⽹
●⼿术培训平台Osso VR
同样是利⽤VR实现教学培训⽬标,Osso VR打造的是另⼀种模式。它和GIBLIB那样将真实拍摄的视频传⼊VR设备不同,⽽是通过⾼度逼真的视觉技术,为处于VR环境中的实习医⽣、外科医⽣和医疗器械专家等⼈⼠再现⼀个⼿术室场景,让⽤户通过VR遥控装置,在虚拟环境中锻炼各类⼿术的实际操作。Osso的平台提供了卓越的视觉保真度,确保从解剖细节到⼿术室环境的各个⽅⾯都如现实⼀般。
Osso VR官⽹⽰例截图
Osso的创始⼈、Justin Barad曾是⼀名⾻科外科医⽣和软件开发者,他在历经⼿术室的多年考验后创⽴了Osso VR。他曾表⽰:“新型医疗器械层出不穷,⽽我们真的曾在病⼈已上⼿术台的情况下⽤⾕歌搜索使⽤⽅法。学习曲线数据表明,你必须操作100次才能熟练掌握⼀项新⼿术。所以出于安全考虑,我们通常不会使⽤新器械,因为我们没有时间去充分学习所有内容。”
传统的培训⽅法限制了外科医⽣们掌握技术和新的医疗器械的速度,同时缺乏⼿术操作表现的客观反馈和衡量的有效途径。有了Osso VR,医⽣们就可以随时随地为⾃⼰安排近乎真实的⼿术和器械的操作练习。Osso 还可以对医⽣的模拟训练精确度进⾏分析,跟踪训练表现,并允许全球⽤户远程加⼊到协作训练中。美国加州⼤学洛杉矶分校David Geffen
镁钙砖医学院的⼀项研究表⽰,与传统培训⽅法相⽐,Osso VR将参与者的⼿术表现提⾼了230%。⽬前,强⽣、史赛克和施乐辉等⾻科巨头都选择Osso VR作为VR 培训伙伴进⾏了合作。
根据动脉⽹的不完全统计,医疗教学和⼿术实训平台及系统也是国内VR/AR医疗企业涉⾜最多的场景之⼀,涵盖产科、中医针灸和胚胎移植等学科,如域圆科技、昱然智能、智触计算机、医微讯、众绘科技、⽴⽅幻境和触幻科技。
2、当⼿术机器⼈遇见VR
肽链内切酶
有关机器⼈辅助外科⼿术的⾸次记录发⽣在1985年,当时PUMA 560机器⼈⼿术臂被⽤于精细的神经外科活检。两年后,第⼀个涉及机器⼈系统的腹腔镜⼿术,即胆囊切除术出现。到了2000年,达芬奇⼿术机器⼈成为⾸个得到FDA批准的⽤于普通腹腔镜⼿术的⼿术机器⼈系统,从此为机器⼈⼿术开辟了新的天地。⼿术机器⼈因为切⼝更⼩、精度更⾼、操作更加灵活等特点在今天得到了医⽣们更⼴泛的认可和普遍使⽤,也同样具有⼴⼤的市场渗透空间。那么,当⼿术机器⼈碰上VR,会成为下⼀代⼿术机器⼈的发展⽅向吗?
成⽴于2014年的Vicarious Surgical正在开发将类⼈机械臂与虚拟现实技术相结合的⼿术机器⼈,允许外科医⽣进⾏360度的可视化访问。Vicarious Surgical⾸先围绕⼿术机器⼈进⾏了改良,其机械臂只需要通过⼀个1.5 厘⽶甚⾄更⼩的切⼝就可以进⼊腹腔,并可以在各个⽅向上⾃由移动。
同时机器⼈的每条⼿臂拥有28个传感器,能够测量⼿术机器⼈的⼒量、⾏动、定位,做到完全复刻外科医⽣从肩部、肘部再到⼿腕的⾃然运动,做到让⼿术精度、视觉影像和控制都实现最⼤化。外科医⽣通过佩戴VR眼镜、操纵⼿柄,就可以感受到360度全景般的逼真感,仿佛直接进⼊了患者腹腔的感觉。
Vicarious Surgical官⽹⽰例截图
值得注意的是,Vicarious Surgical的⼿术机器⼈⽬前只获得了FDA突破性设备的认定,还没有完成最
终的上市,VR设备也不会出现在第⼀代产品中。⼿术机器⼈+VR的畅想能否被外科医⽣普遍接受,尤未可知。
无尘涂装3、增强现实辅助⼿术
与VR辅助外科⼿术相⽐,AR技术的应⽤或许更加实际和可⾏。在介⼊⼿术中,外科医⽣通常需要借助术中X线,CT和⼿术导航系统帮助确定⼿术的⾛向,并需要抬头在另外⼀块屏幕上查看影像结果。在AR设备的帮助下,患者的导航影像和⼈体结构都可以直接在医⽣眼前形成实时投影,既帮助医⽣更加关注于⼿术和患者本⾝,对⼿术器械在病⼈哪个解剖位置、下⼀步应该如何进⾏等判断更加⼀⽬了然,还可以降低医⽣和患者受辐射照射的风险。
Augmedics的Xvision Spine System(XSV)是⾸个获得FDA批准的可以⽤在⼿术中的AR导航系统。医⽣戴上AR设备后,就可以直接在眼前清晰的看到患者的3D脊柱结构、⼿术器械和植⼊物的位置和⾛向,像是直接⽤眼睛为患者进⾏了CT扫描,并且避免了注意⼒的转移。XSV系统具备98.9%的经⽪植⼊物放置精度。
Augmedics官⽹宣传视频截图
在国内,维桌致远的全息影像系统、妙智科技的VR影像平台、还有霖晏医疗的AR⾻科⼿术导航系统都是该场景下的代表。
4、“沉浸式疗法”
毛绒玩具制作
如果有哪个医学领域已经被证明了可以将VR⽤作⼿段,那么VR赋能的⼼理健康、慢病疼痛这两个领域的数字疗法可以说已经为其他领域开了⼀个好头。
VR技术再造了3D环境,虚拟现实中进⾏的视觉、声⾳、甚⾄是感官交互,会让⼈们产⽣⼀种处于不同地点、时间、甚⾄是不同现实世界的感觉。通过构造这种沉浸式和交互式的环境,VR可以改变⼈们的注意⼒。过去30年的学术研究表明,这种注意⼒的改变在⼀些严重疾病的管理⽅⾯发挥重要作⽤,如疼痛和焦虑。
⽐如接受化疗或烧伤伤⼝护理的患者,沉浸式VR体验可以让更容易进⾏,患者的痛苦感和对时间的⾃我感知都会减⼩。在⼼理健康⽅⾯,虚拟现实也可以在缓解压⼒和焦虑⽅⾯起到作⽤。⽐如在焦虑症、恐惧症以及创伤后应激障碍⼈时,暴露通常是⼀种重要⼿段。基于VR的暴露疗法为患者提供了沉浸在恐惧或焦虑环境中的机会,帮助⼼理师更好地进⾏。

本文发布于:2023-05-18 05:19:11,感谢您对本站的认可!

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