賦予醫(yī)生“上帝之眼”:MR技術或改變精準手術、遠程醫(yī)療場景
導讀
MR技術通過讀取病人的CT、核磁共振、X光片等數(shù)據(jù),生成3D全息影像模型,戴上MR眼鏡后即可看到。患者及家屬同時佩戴MR眼鏡,醫(yī)生就可將3D影像拖到大家面前進行講解,一目了然。還可將立體虛擬的病灶移動至手術視野,調整參數(shù),與真實病灶相結合,為術中提供參考信息。
醫(yī)生戴著MR(混合現(xiàn)實)眼鏡做手術,將病人患病部位的3D全息影像模型在眼前縮放、旋轉、改變透明度,還可把其與現(xiàn)實的病灶疊加重合,這一看似在科幻片中才會出現(xiàn)的場景,目前已成為現(xiàn)實。
5月25日,在北京微軟大廈舉辦的醫(yī)學混合現(xiàn)實云啟動大會上,21世紀經(jīng)濟報道記者體驗了這一技術。呈現(xiàn)在記者眼前的,是一位男性骶骨腫瘤患者患病部位的三維模型。除了可以進行立體360度旋轉、縮放外,綠色的腫瘤可被清晰地看到,其周圍的動脈血管、骶骨等細節(jié)也能清晰地呈現(xiàn)。另外,還可根據(jù)需要選擇想看的部位,去掉不想看的部位,以更好地了解病灶或模擬切除后缺損的立體構象。
據(jù)了解,2017年6月,武漢協(xié)和醫(yī)院為一名髖部骨折患者成功實現(xiàn)了世界上首例MR技術引導下的手術。2018年1月,該醫(yī)院通過遠程會診系統(tǒng),指導新疆博州人民醫(yī)院,成功實施了全球首例混合現(xiàn)實技術三地遠程會診手術。
解放軍白求恩國際和平醫(yī)院副院長李曉明認為,MR全息影像在精準外科的手術規(guī)劃、術前討論、醫(yī)患溝通、術中指導和醫(yī)學教育方面可發(fā)揮作用,具有非常廣闊的應用前景。
不過,北京維卓致遠醫(yī)療科技發(fā)展有限責任公司董事長、醫(yī)學博士魯通向記者表示,這項技術才剛剛起步,目前僅有了初步的全息雛形,還需要諸如硬件、算法等方面技術的共同發(fā)展。另外,醫(yī)學是面對著生命的嚴謹科學,新的技術要改變醫(yī)學而不是顛覆,需要醫(yī)學系統(tǒng)知識伴隨著不斷向前發(fā)展。
賦予醫(yī)生“上帝之眼”
“很神奇,能清楚了解她的病情,包括她骨骼斷了的情況,一眼就看清楚了。”上文提到的世界首例MR技術引導手術的患者家屬,在接受央視記者采訪時,這樣表達他對這一技術的觀感。
MR英文為Mixed Reality,即混合現(xiàn)實,通過在現(xiàn)實場景呈現(xiàn)虛擬場景信息,給觀看者帶來沉浸式瀏覽體驗。
21世紀經(jīng)濟報道記者了解到,在醫(yī)學領域,被大眾所熟知的核磁共振、X光技術等,最后生成的是二維膠片,醫(yī)生需要看片,這也是最傳統(tǒng)的醫(yī)學呈現(xiàn)技術。但是,這一呈現(xiàn)方法不能直觀顯示,需要醫(yī)生憑借經(jīng)驗在腦海中重構。
還有一些諸如3D打印、平面三維重建的醫(yī)學呈現(xiàn)方法。3D打印雖可直觀、立體顯示,但成本較高,一旦成型無法修改編輯;平面三維呈現(xiàn)技術可立體顯示,修改也方便,但其仍然依靠二維平面顯示器,并非真正意義上的三維。
MR技術則通過讀取病人的CT、核磁共振、X光片等數(shù)據(jù),生成3D全息影像模型,戴上MR眼鏡后即可看到。另外,還可將3D影像拖到現(xiàn)實空間,進行任意的縮放、旋轉、改變透明度等操作,也方便修改、編輯、渲染,實現(xiàn)信息的精確傳遞與共享。
對于醫(yī)患關系而言,這一技術有助于改變醫(yī)患間存在的信息不對稱問題。以往,醫(yī)生向患者及家屬介紹病情時,一些晦澀難懂的醫(yī)學名詞及片子,往往讓他們難以理解。而通過這種技術,患者及家屬同時佩戴MR眼鏡,醫(yī)生就可將3D影像拖到大家面前進行講解,一目了然。
此外,還可將立體虛擬的病灶移動至手術視野,調整參數(shù),與真實病灶相結合,為術中提供參考信息。
例如,可將骨折患者的骨折部位影像,疊加重合到真實的病灶上。正常情況下,醫(yī)生無法看見病人的骨骼,但疊加圖像后,相當于變得透明起來。若需要用螺釘固定骨折部位,醫(yī)生就可隨時了解釘子的方向、角度和進釘情況,如同擁有透視的“上帝之眼”。
魯通認為,以往把人體知識應用到組織操作中時,獲得的數(shù)字化信息是在屏幕內(nèi),即計算機中的空間,而實際操作是在現(xiàn)實空間,計算機空間和實際空間無法同時反饋給醫(yī)生,醫(yī)生就無法將醫(yī)學知識和數(shù)字化信息準確應用。
“MR所做出的最重要改變,在于把現(xiàn)有的數(shù)字化技術,包括三維的可視化技術、導航技術、機器人技術等,與真實空間進行融合,將原有的數(shù)字化技術進行了放大。”魯通告訴記者。
李曉明表示,MR在精細手術方案設計中,有很大的可行性,比如術前精準判斷腫瘤周圍空間結構關系,精準設計腫瘤切除后修復方案等。在精細化操作和術中重要結構的辨認與保護方面也具備可行性,具有非常廣闊的應用前景。
助力遠程醫(yī)療及教學
MR技術也在為遠程醫(yī)療帶來新的可能性。
前不久,國務院常務會議召開,確定發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康”措施。其中,遠程醫(yī)療被頻頻提及。
今年4月,國務院總理李克強在考察上海華山醫(yī)院遠程會診中心時表示,遠程醫(yī)療事關人民群眾的生命健康,今年中央財政要在上述兩方面對中西部等貧困地區(qū)加大硬件投入,電信企業(yè)要優(yōu)先提速遠程醫(yī)療,用“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”讓優(yōu)質醫(yī)療資源普惠更多群眾。
在我國一些醫(yī)療資源相對匱乏的地區(qū),面對一些疑難雜癥,當?shù)蒯t(yī)生往往需要來自外地醫(yī)生的支援和指導。若外地醫(yī)生親自趕往患者所在地,將會產(chǎn)生很大的經(jīng)濟成本和時間成本,遠程醫(yī)療為這一問題提供了解決方案。
與視頻、語音等方式的遠程會診手術不同,MR技術能夠打破時空界限,將遠程專家“帶”進本地手術室。
以上文提及的武漢協(xié)和醫(yī)院三地遠程會診手術為例,術前武漢協(xié)和醫(yī)院、新疆博州人民醫(yī)院和美國弗吉尼亞理工大學的學者將病灶成像拖到現(xiàn)實空間,共同進行術前溝通。術中,武漢醫(yī)院的醫(yī)生只需在電腦前寫寫畫畫,在新疆的手術室內(nèi),就會有一只標記筆“穿越”過去,在“病灶”上做出標記,指導新疆的醫(yī)生完成手術。
“國家衛(wèi)生健康委員會明確要抓學科建設、抓縣級醫(yī)院,而這些需要遠程醫(yī)療,也是MR的努力方向。”人民衛(wèi)生出版社總編輯杜賢說。
中國人民解放軍總醫(yī)院教育技術中心主任譚珂表示,混合現(xiàn)實技術在遠程醫(yī)學教育中也能發(fā)揮作用。遠程醫(yī)學教育目前仍存在不足之處,如解剖結構信息呈現(xiàn)不完善、教學過程中交互性差、學習者興趣和體驗感弱等,MR技術則能對這些問題進行相應的彌補。
通過實體教具與混合現(xiàn)實模型的疊加,可高效進行臨床技能培訓,提高學習效率,加速年輕醫(yī)生成長,縮短醫(yī)學生培養(yǎng)周期。
目前,市場對這樣的技術及產(chǎn)品反應如何?
北京維卓致遠醫(yī)療科技發(fā)展有限責任公司CEO鄭剛告訴21世紀經(jīng)濟報道記者,國內(nèi)150多家三甲醫(yī)院、200多個專家都已體驗過,有的已進入采購程序。
魯通表示,希望醫(yī)生能改變觀念,由原來自稱的“手藝人”向手術設計者轉變。
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