AR醫(yī)療主要應用場景

1、術前模擬/規(guī)劃/培訓

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）以及觸覺反饋設備設計多種AR/VR交互式醫(yī)療使用場景，已成功為到神經外科、矯形外科、眼科、耳鼻喉科等多科室的術前模擬、術中使用提供了幫助。目前公司業(yè)務主要分為三個模塊：ImmersiveView？VR、ImmersiveViewSurgicalPlanning（IVSP？）。

ImmersiveSim？Training主要提供手術培訓、手術模擬的功能，主要面向醫(yī)學院學生及各個醫(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/培訓機會，開發(fā)了多種學習模塊可以替代昂貴的尸體訓練，可以通過觸覺反饋設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反饋，并可配備糾正性培訓和復雜的評分系統(tǒng)，以改善和量化手術操作規(guī)范性。該平臺與克利夫蘭診所、芝加哥大學醫(yī)學院、約翰霍普金斯大學醫(yī)學院等醫(yī)療機構合作，大量實驗數(shù)據顯示該平臺能夠提高手術的準確性、縮短手術時間，減少手術并發(fā)癥，增加外科醫(yī)生的信心。

兩位來自紐約大學醫(yī)學中心（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的解剖學培訓平臺AnatomyX，AnatomyX平臺可提供5000個以上的解剖結構3D模型，這些模型數(shù)據來自于真實病人的CT和MRI。學生們可通過手勢和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、賓夕法尼亞大學已經在使用這種平臺。除了與微軟存在硬件合作伙伴關系外，Medivis還與通訊大頭Verizon合作，成為其大肆宣傳的5G網絡合作伙伴。5G的到來使得SurgicalAR能在30秒內從服務器中提取醫(yī)學圖像進行全息顯示。Medivis還正在整合機器學習的功能，以便在病人開始計劃手術過程時，從他們的醫(yī)療記錄和診斷中識別出最相關的信息。

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，告訴手術是如何進行的。目前已開發(fā)出數(shù)百個外科手術的視頻教程，較為著名的是GoSurgery，用戶能直接使用iPhone/ipad，它將為醫(yī)學生提供全息逐步指南，手把手地手術教學，每一項手術操作包含詳細的介紹，包括解剖位置、麻醉方式、適應癥及禁忌癥、術后并發(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)療領域的產品，在解剖、內窺鏡手術、神經手術、骨盆手術等領域的應用產品，如下圖所示。

2、術中診斷/導航/手術

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，并推出了第一代產品SurgicalAR，隨后SurgicalAR一路風生水起，在今年6月獲得了FDA認證。目前外科手術仍然主要依靠二維成像技術來理解和操作極其復雜的病人病理。Medivis將全息可視化和導航技術引入外科手術，為外科醫(yī)生提供增強現(xiàn)實數(shù)據集成和可視化工具，從根本上推進了手術干預，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，并將其可視化地表示為三維模型，供醫(yī)生在計劃手術時參考。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方案。Medivis首席執(zhí)行官、神經外科醫(yī)生喬杜里Choudhry表示“全息可視化是手術成像和導航的最終前沿?！?/p>

EchoPixel在2017年的第103屆北美放射學會（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)據創(chuàng)建器官、血管和其他結構的真實尺寸的全息版本，允許醫(yī)生旋轉、調整大小、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)學影像數(shù)據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掃描等術中實時醫(yī)學影像呈現(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、手術室、醫(yī)生辦公室，使醫(yī)生查看患者術中的關鍵掃描信息，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？沉浸式手術規(guī)劃平臺將DICOM數(shù)據轉換為高保真的三維VR模型進行可視化，在此基礎上提供了相應的可視化手術工具，幫助醫(yī)生團隊研究、評估、規(guī)劃手術并在手術中使用，并且能夠與醫(yī)學數(shù)字成像數(shù)據（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、標記等手術操作。該平臺能使醫(yī)生進入到耳鼻喉腔道、神經束等細微視角，也有上帝視角觀察全局解剖結構，由深及近地進行手術規(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，結合了以色列軍方的尖端戰(zhàn)斗機飛行模擬技術。SurgicalTheater的主要產品為PrecisionVR，通過VR技術進行外科手術的影像指導，改善外科醫(yī)生手術方式，幫助手術順利進行。SurgicalTheater與光學導航系統(tǒng)NordicNeuroLab公司合作，將其公司的nordicBrainEXDTI（彌散張量成像）處理應用整合在PrecisionVR平臺中，這樣會使醫(yī)生對相關的解剖、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、術后康復

VividVision公司成立于2014年，公司成立動機是想應用VR技術治療弱視和斜視類眼疾。目前成功推出康復治療類游戲《VividVision》，借助VR讓患者通過特定設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動作訓練用戶眼部內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技術恢復視力，避免了痛苦、乏味的物理治療方式。目前產品僅在北美的41家眼科診所提供服務，且必須由醫(yī)生處方才能獲取，預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)療應用均獲得FDA授權的VR醫(yī)療保健公司之一。其旗艦產品VRPhysio應用軟件已經獲得了FDA認證，并且首先用在了斯波爾丁康復醫(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計劃在一年內發(fā)布四款新的產品，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)傷后應激障礙（PTSD）；VRCoordi會與VRPhysio配套使用，主要針對有發(fā)展協(xié)調障礙和各種不同水平的自閉癥的孩子們，改善他們的協(xié)調能力；VRCogni主要用于改善中風患者、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。他們的響應時間、錯誤和進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主要用于中風或外傷性腦損傷患者，早在2009年就已經上市，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絡攝像頭，將特定的醫(yī)療場景圖像傳輸?shù)交颊叩?a href="http://srfitnesspt.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、反應時間、本體感受、運動質量、知覺、分配性注意和記憶力等。
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