回归手术室
尽管虚拟世界引入入胜,但在现实之中,要让VR稳步发展,还是需要寻找到医生这一群体作为合作对象。
手术室是一个理想的应用场景,总的来说,VR在这里主要可分为三类应用:一是辅助教学;二是辅助手术;三是信息化平台。
辅助医疗教学
VR辅助教学的种类非常多,各种各样的医疗服务均有涉及。以上述提到的养护产业为例,新英格兰大学的几位研究人员便是瞄准了养护服务人员的教学,让他们通过VR体验变老的感觉;体验无法将手举过头顶的感觉?体验失去一根手指或从心脏病发作中恢复过来时的感觉……
换句话说,这些研究人员希望能培养养老医护人员的“同理心”,让他们能通过角色互换移情于被照护者中。
当然,更多的公司还是将目光瞄准到了VR手术培训,将过往书面的、视频的手术教学用VR的形式,三维的、有空间感的呈现出来,让学习者能够在虚拟之中模拟手术操作,节省手术操作成本并提升学习体验。
英国企业FundamentalVR曾开发了一款结合了VR和触觉感应的基础外科手术模拟平台。此前该公司曾研发出一套结合HoloLens头盔以及一支连接到标准机械臂上的触笔培训装置。在现实中可移动的触笔在VR中看起来就像是一支注射器,可以通过按钮填充或排空液体。当虚拟针头接触到虚拟的皮肤、肌肉或骨头时,不同介质带来的不同阻力可以通过触笔传导给使用者,让他们对产生逼真的注射实操感受。
国内同样有很多医院在尝试相关技术的运用,张强医生集团便曾在诊所之中使用过相关技术进行外科手术教学。
在采访之中,张强医生告诉动脉网:“VR技术同样存在很多发展的制约,比如数据传输问题,VR的数据传输量非常大,对带宽有非常大的要求,在5G没有普及前,很难进行跨空间的实时传输,这会产生很大的费用,其次,VR技术本身仍有一定瑕疵,还需要研发人员进一步改善虚拟世界的成像质量以及动作反馈机制。”
辅助手术
张强医生集团曾借助于VR技术进行过一些尝试,如在进行静脉曲张手术时,提前让患者用VR观看医生设定好的电影,让患者沉浸于情节之中。“我们发现,当病人将注意力转移到电影中后,他的血压慢慢将下来了。”张强医生表示,“因此,我们采用稀释三倍后的麻醉剂,让利多卡因平均浓度成功下降到0.2%,并成功为患者完成了手术。”
在静脉曲张手术时使用VR转移患者注意力
此外,在辅助手术之中,VR还可以通过与3D打印、人工智能技术的结合,应用于肿瘤手术之中。以百洋科技曾经此前的B?SO影像解决方案为例,这些前沿技术的结合可帮助医生在术前进行规划,可对神经、骨科等手术进行术前手术计划,术中定位导航,并在手术结束后进行疗效评估。
以骨瘤切除手术为例,通过B?SO的CT-MR多模态影像融合术前辅助系统,医生可在术前选择通过VR分析影像了解肿瘤的范围,判断肿瘤组织与正常组织的边界,精确判断了手术的切除范围。
印度公司ImmersiveTouch也着手于此。新德里全印度医学科学研究所(AIIMS)的一位外科医生便曾使用了ImmersiveTouch Mission Rehearsal虚拟现实手术平台,分离头部共同连接的暹罗双胞胎。使用VR支持下的触觉机器人,40余名院内外的外科医生能够将自己沉浸在3D虚拟手术室中,看到连接的组织,讨论解剖结构,并多次论证手术途径,从而制定出最有效的手术方案。
信息化
相比之下,第三类从事VR信息化相关产品设计的企业分布得较为广泛,有些面向临床辅助系统;有些致力于VR云平台的打造;有些尝试创造一个VR专用的“PACS”系统……但这些应用通常不是企业的主要业务,只是其信息化业务的分支,这里不做具体讨论。
硬件的衍生
使用过VR的人们大都能深切体会到,如今的VR头盔搭配优质的游戏、完美的环境音效,的确能够为我们提供毫无违和的二次元立体体验,但视觉、听觉终归只是我们感知世界的能力之一,缺乏触觉反馈的VR世界,始终让人有些出戏。
手术室中的医疗培训同样如此,如果给了医生虚拟的手术刀,给了切割后的视觉画面,但却没有触觉的反馈,医生又怎能知道自己是否真正切到了目标部位呢?
所以,很多初创企业厂商把眼光放到了VR头盔的配套设备上,譬如VR皮肤和“重力手套”,为用户营造虚拟触感。一方面,用户的确需要这样的装置以完善VR体验,另一方面,传统的VR头盔市场早已被蚕食殆尽,HTC、SAMSUNG等大巨头颇有垄断这一可穿戴设备之势。2019年12月,美国从事这方面研究的HaptX便获得了1200万美元的A轮融资。
这一方面的研究正在飞速进步,在2019年11月《自然》的一篇论文中,研究者报告了一种可以贴在皮肤表面的柔性触觉模拟装置,它利用毫米尺度的机械振动产生触觉感受。这种装置通过无线方式进行控制与供电,不使用电池,与以往的设计相比更加轻便。
如果兼具了模拟下的触觉和视觉反馈,那么要用这样一套系统进行医生手术培训已然没了问题,而对于老年用户或神经类疾病的用户,这样的设备或许能够让使用者更觉真实。不过,怎样将视觉作用点与触觉作用点精确地结合起来,依然是一个需要时间、需要资金来慢慢解决的问题。如果克服了这个问题,我们离成瘾的“闪回”似乎也就没那么远了。