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佩戴上mr(混合现实)眼镜,医生在现场观察到患者身体内器官的三维立体影像,假如想看该部位器官的侧面、背面以及内部,只需伸手去“触摸”虚拟影像,可顺利地上下左右任何角度地将其移动、翻转、标记……如此充满科幻感的医疗手术过程,并非只存在于科幻电影中了,它来到了我们现实当中……

早前,一场通过5g网络技术实现的两地的远程手术中,专家就是利用一套混合现实手术规划系统,完成了术前精准方案,并给予了远程手术指导。

如今,人工智能(ai)+混合现实(mr)解决方案逐渐为精准医疗展现了一场全新的可视化变革,打破了虚实之间的界限,加上5g网络的支持,为当下越来越多的远程医疗案例带来更多的可能性。不仅是国内,在全球,各大高校、医院、科技团队等,已开始瞄准ai+混合现实这一领域,希望透过这种全新的图像技术提升医疗水平,帮助医生挽救更多生命。

文/广州日报全媒体记者文静

图/资料图片

(除署名外)

利用人工智能+大数据

将二维平面医疗影像变3d

在日前举行的中国电信5g创新合作大会上,不少在场的参观者被这项科幻感十足的精准医疗科技创新所吸引——戴上mr(混合现实)眼镜,展现在眼前的是一个虚拟的、人体肝胆器官的全息三维立体图像,“这是我们肝脏部位、这是脊椎、这里是血管,这里是需要手术位置……”现场技术人员在旁一一详细地为每位体验者解释。透过头戴式设备,不仅能看到彩色的三维图像,更神奇的是——你伸出手,就可“虚拟”地触摸到该“器官”,左右手翻转“器官”,该三维图像竟然能跟随着你的动作,实现多角度的移动、翻转、标记……而且,这一切是发生在毫秒之间,整个移动、翻转的手势下来,流畅、无顿挫感,仿佛置身于科幻电影中,将虚拟的影像随心所欲地掌控于手中。

据了解,这项方案是一套人工智能+混合现实技术的解决方案,研发团队利用核心算法,将ct、核磁共振等影像检查结果转换为三维立体影像,并通过混合现实技术把影像全息呈现在真实空间中,为医生们进行远程术前讨论和手术方案规划提供了更为直观与便捷的方式。

北京缙铖医疗ceo张晋兵表示,远程医疗包括多个环节,包括检查、会诊、手术等,其中手术最复杂的环节。“因为它可变量较大,因此团队就根据手术的需要进行了人工智能和混合现实方面就是做了一些探索和研发。”

众所周知,在所有的手术之前,患者都要进行影像检查,比如ct、核磁等影像检查,医生可根据这些影像结果,得知病患身体内的具体情况,从而判断手术的计划和目标。然而,这些影像都是二维的平面。但是人体是立体的,因此,把二维影像“变成”三维立体,一直是医疗领域努力研发的方向。

如今人工智能+mr,就是通过算法把二维平面数据“演变”为一个三维立体的模型。通过混合现实手段,把重建后的3d立体模型全息投影出来。透过此3d立体影像,医生可以把人体的血管神经、组织结构等一目了然。张晋兵举例,在早前的一手术案例中,患者的肿瘤供血动脉、肿瘤组织关系,医生通过这一3d立体影像,就能看得清清楚楚,不再是在传统二维平面上靠想象去判断。

据悉,这项mr远程医疗系统是清华大学精准医学研究院与北京缙铖医疗科技有限公司合作开发的产学研创新项目。

虚拟现实技术进化

突破虚实界限

据了解,混合现实是区别于vr(虚拟现实)和ar(增强现实)另一种虚拟现实技术。它是虚拟现实技术的进一步发展,该技术通过在虚拟环境中引入现实场景信息,在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路,以增强用户体验的真实感。

说到混合现实技术,大家印象最深的该是当年全球科技巨头微软对外展示的“鲸鱼”概念视频。在2016年,hololens眼镜的亮相,让mr(混合现实)真正展现到全球消费者眼前。经过三年多的发展,混合现实技术越来越被尝试应用在更多领域,如游戏、教育、设计、汽车制造、医疗等领域,尤其是未来医疗上,不断有全球各地的科技研发团队陆续加入到这一领域中探索。

相比vr(虚拟现实),mr混合现实的优势在于用户能与现实环境进行“交流”。例如,医生假如佩戴vr眼镜,在手术过程中护士给他一把手术刀或者手术剪,他是无法看见——毕竟他与周边现实环境是完全没有任何交流。对此,团队开发过ar方案,让医生在手术过程过程中,能完成简单的交流。更进一步的发展,就是目前最新的mr混合现实方案。“mr让医生有了更多的位置空间感。从而获得更多的判断。”张晋兵如此解释。

事实上,在我国,混合现实技术的发展越来越受到关注。据最新消息称,今年4月20日,首个国家级mr技术研究中心、清华大学三维混合现实研究中心宣布成立,阿里、百度、京东等公司为该研究中心首批产业合作伙伴。

早前,国外一家名为apoqlar的医疗研发机构开发了一款虚拟手术智能的程序,就是利用微软hololens、混合现实以及虚拟外科医生的应用程序,帮助外科医生在手术中查看mri和扫描。据悉,这项程序应用可以让外科医生从近距离研究解剖结构。如果发展继续顺利,它可能成为减少手术难度的重要手段。

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