AR醫(yī)療主要應(yīng)用場景

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(jī)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(jī)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(zhǔn)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(jìn)行全息顯示。Medivis還正在整合機(jī)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(jìn)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(xì)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。

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(rèn)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(qiáng)現(xiàn)實數(shù)據(jù)集成和可視化工具，從根本上推進(jìn)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(rèn)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(jìn)行診斷，并提供更好的術(shù)前規(guī)劃，還擴(kuò)展了計算機(jī)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(rèn)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(jìn)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(tuán)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(biāo)記等手術(shù)操作。該平臺能使醫(yī)生進(jìn)入到耳鼻喉腔道、神經(jīng)束等細(xì)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(jìn)行手術(shù)規(guī)劃。目前IVSP？已通過FDA認(rèn)證，HIPAA認(rèn)證及CE認(rèn)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(jī)飛行模擬技術(shù)。SurgicalTheater的主要產(chǎn)品為PrecisionVR，通過VR技術(shù)進(jìn)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(jìn)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(xì)部組織進(jìn)行深入的細(xì)節(jié)擴(kuò)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(jī)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(dá)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F(tuán)DA認(rèn)證。

VRHealth成立于2016年，是世界上首批通過ISO認(rèn)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(rèn)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(rèn)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(jìn)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(rèn)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(jìn)度是實時測量和分析的?？捎糜谠u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(biāo)準(zhǔn)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?a href="http://www.wenjunhu.com/v/tag/1247/" target="_blank">電腦，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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