編譯/VR陀螺

XR初創(chuàng)公司MediView 宣布已籌集450萬美元，其AR手術(shù)導(dǎo)航平臺能夠?yàn)橥饪漆t(yī)生提供AR圖像，帶來類似3D X射線的視覺感知能力。

種子基金來自俄亥俄州西北部芬德雷市的Inside View風(fēng)險(xiǎn)投資集團(tuán)，其他投資者還有Plug and Play 風(fēng)投公司和西北俄亥俄科技基金。這筆資金將用于進(jìn)一步開發(fā)該系統(tǒng)，預(yù)計(jì)在2021年獲得食品和藥物管理局(FDA)的批準(zhǔn)。MediView已經(jīng)在首批試驗(yàn)中對5名肝癌患者使用了該系統(tǒng)，并于2019年8月再一次對9名新患者進(jìn)行試驗(yàn)。

如果佩戴微軟HoloLens或其他增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡，外科醫(yī)生把儀器插入病人體內(nèi)后，就可以看到逼真的數(shù)字影像，確定儀器在皮膚下的位置。AR手術(shù)導(dǎo)航平臺工具將幫助外科醫(yī)生使用類似電子游戲的方式清除腫瘤。

事實(shí)證明，醫(yī)療保健是XR最具前景的領(lǐng)域之一。

MediView首席執(zhí)行官John Black在接受VentureBeat采訪時(shí)表示：“我們所做的是創(chuàng)新，運(yùn)用AR技術(shù)定位到癌變病灶，這種方法史無前例。這就像使用一種帶有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能的GPS導(dǎo)航到人體的特定位置。我們是唯一一家將AR技術(shù)用于手術(shù)過程的公司，比如追蹤……病人，全息圖，還有醫(yī)療儀器。”

AR如何為癌癥手術(shù)帶來益處

上圖:手術(shù)中，醫(yī)生AR護(hù)目鏡和MediView軟件上的顯示畫面

這項(xiàng)新技術(shù)來自克利夫蘭診所的Lerne醫(yī)學(xué)院，目前已進(jìn)入第二輪人體評估手術(shù)階段。

該系統(tǒng)利用了微軟HoloLens的功能(該公司正在開發(fā)HoloLens 2的一個(gè)版本)，可以直接觀察病人，透過病人的皮膚看到3D腫瘤，甚至允許外科醫(yī)生四處走動，以任一角度觀察腫瘤、器官等等。通過這樣的方式，外科醫(yī)生就無需分神抽手，并可以完全專注于手術(shù)執(zhí)行。

克利夫蘭診所的介入放射科醫(yī)生Charles Martin III是世界上第一個(gè)使用者。他看到了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的局限性以及相關(guān)的輻射泄露問題，希望新技術(shù)能有所改進(jìn)。

“因?yàn)槲覀兡軌蚶貌∪俗约旱慕馄式Y(jié)構(gòu)來制作這些圖像，所以圖像質(zhì)量實(shí)際上相當(dāng)不錯(cuò)。隨著處理器速度越來越快，分辨率也會不斷提高，新版本的設(shè)備也會越來越好。渲染的圖像…有一個(gè)顏色代碼，當(dāng)我們制作全息圖時(shí)，它可以幫助作區(qū)分。借助這些額外信息，我們可以進(jìn)行微創(chuàng)治療，縮小手術(shù)規(guī)模。”

Martin說，使用帶有XR全息圖像的微軟HoloLens有可能簡化工作內(nèi)容，因?yàn)樗F(xiàn)在可以在手術(shù)中看到腫瘤的三維圖像，而更傳統(tǒng)的透視技術(shù)只有二維圖像。

Black說：“作為首席執(zhí)行官，當(dāng)我看到這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，我顯然很震驚，甚至所有醫(yī)療從業(yè)人員都是同樣的反應(yīng)。”

MediView XR系統(tǒng)如何工作

上圖:外科醫(yī)生可以使用病人的真實(shí)身體圖像籌劃手術(shù)方案，并在AR中還原相同視角執(zhí)行手術(shù)。

MediView XR公司開發(fā)了一種實(shí)時(shí)的全息可視化系統(tǒng)，可以把微軟HoloLens變成一種導(dǎo)航裝置。外科醫(yī)生可以繪制出腫瘤切割過程的數(shù)字圖像，這也可以提高病人對手術(shù)過程的理解程度。在手術(shù)過程中，佩戴HoloLens眼鏡的外科醫(yī)生可以直接看到病人皮膚下的所有內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)。

CT或MRI掃描構(gòu)建出患者的初始3D人體地圖（類似于谷歌的定位地圖）。在人體地圖上，外科醫(yī)生可以看到病人的器官、血管、骨骼和其他結(jié)構(gòu)的位置。

外科醫(yī)生還可以看到器官內(nèi)部的癌變，剝離解剖層，顯示或隱藏不同的解剖區(qū)域。即使外科醫(yī)生在病人周圍移動，一切也可以保持在正確的解剖位置。手術(shù)器械的末端會發(fā)射激光，當(dāng)激光照射到目標(biāo)手術(shù)位置，系統(tǒng)會發(fā)出提醒。

“手術(shù)是3D問題，醫(yī)生們不能僅通過平板顯示器上的2D圖像做手術(shù)。全息可視化系統(tǒng)把外科手術(shù)游戲化，這是我們從未見過的。”

系統(tǒng)更加安全

上圖：MediView在過程中提供實(shí)時(shí)反饋

通過MediView的實(shí)時(shí)融合全息可視化(RTFHV)系統(tǒng)，外科醫(yī)生和患者將大幅減少輻射暴露風(fēng)險(xiǎn)。這是因?yàn)镸ediView的擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)XR醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)可以代替部分X射線成像。

Black說，這項(xiàng)技術(shù)能夠極大地減少臨床醫(yī)生和患者的輻射暴露風(fēng)險(xiǎn)，但不會完全消除，因?yàn)槭中g(shù)還是需要一些基于X射線的成像圖。在MediView的系統(tǒng)中，基于輻射的成像仍將用于術(shù)前診斷和規(guī)劃，但在實(shí)際操作中會大大減少。超聲波利用聲波對人體進(jìn)行成像，且沒有X射線的危險(xiǎn)性。MediView利用超聲技術(shù)在術(shù)中驗(yàn)證成像定位和工具放置，會進(jìn)一步減少輻射風(fēng)險(xiǎn)。

系統(tǒng)不使用X射線，而是通過CT或MRI掃描“融合”超聲波設(shè)備的傳感器讀數(shù)，以及外科醫(yī)生用來切除腫瘤的工具的定位數(shù)據(jù)，根據(jù)公司宣傳，這是目前最先進(jìn)的3D全息顯示器。

克利夫蘭診所醫(yī)療設(shè)備主管，Lerner 醫(yī)學(xué)院主任Karl West在接受采訪時(shí)表示：“我們在可視化部分遇到了難題。醫(yī)生們需要使用2D透視法將復(fù)雜的三維設(shè)備放入復(fù)雜的三維解剖結(jié)構(gòu)，這種操作非常困難。并且這種2D透視法會用到電離輻射成像，所以房間里的每個(gè)人都會暴露在電離輻射下。”

可視化的革命性改進(jìn)

上圖：MediView也在加快外科手術(shù)培訓(xùn)

在克利夫蘭診所，四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)被提煉并同步到3D技術(shù)中，其中包括主動解剖CT/MRI注冊，這是一項(xiàng)核心技術(shù)，可以讓外科醫(yī)生獲得3D X射線的視覺感知能力。

通過CT或MRI報(bào)告，外科醫(yī)生可以看到病人皮膚下面的器官、血管、骨骼和其他獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。外科醫(yī)生可以識別關(guān)鍵的解剖結(jié)構(gòu)和手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，以達(dá)到最佳的手術(shù)效果。

West說到，“現(xiàn)在每次你去看醫(yī)生，我們都會做CAT掃描或MRI。核磁共振檢測報(bào)告也含有大量信息，我們都會把它們運(yùn)用起來，然后輸入到實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的獨(dú)特算法中。我們會把患者自身的數(shù)據(jù)進(jìn)行注冊，并融合到手術(shù)中。通過電磁跟蹤超聲波和全息透鏡，我們能夠把這個(gè)全息制導(dǎo)平臺放在一起……所有用于微創(chuàng)手術(shù)的工具也被追蹤定位并以3D格式呈現(xiàn)在全息圖中。所以外科醫(yī)生可以實(shí)時(shí)找到手術(shù)位置。”

該技術(shù)還加入了術(shù)前計(jì)劃和術(shù)中顯示功能。即使是其他的AR公司也可以使用3D圖像來計(jì)劃手術(shù)，但在MediView中，醫(yī)生可以直接使用光線工具來規(guī)劃手術(shù)過程，這是一個(gè)飛躍性的進(jìn)步。

MediView整個(gè)過程都使用了術(shù)中工具追蹤技術(shù)。如果外科醫(yī)生拿起一個(gè)工具并將其帶入手術(shù)工作區(qū)，這件工具就會被轉(zhuǎn)換成全息圖像，所以工具在進(jìn)入病人之前和進(jìn)入病人體內(nèi)時(shí)都是可視化的。

外科醫(yī)生可以隨時(shí)查看工具的位置，以及根據(jù)實(shí)時(shí)導(dǎo)航判斷是否需要推進(jìn)或調(diào)整手術(shù)軌跡。

如果工具與計(jì)劃的路徑對齊，導(dǎo)航系統(tǒng)顯示為綠色即為正確狀態(tài)。如果有任何異變，系統(tǒng)會變回紅色，告知外科醫(yī)生已偏離正確路線。

West說：“正常情況下，我們無法看到手術(shù)刀在人體內(nèi)部的情況。但是，如果利用HoloLens技術(shù)和電磁跟蹤技術(shù)，我們?nèi)匀豢梢酝高^皮膚看到人體內(nèi)部的情況……你仍然可以看到它的走向。你可以看到它的尖端，以及病人體內(nèi)的病變位置。”

該技術(shù)還使用了實(shí)時(shí)全息超聲波覆蓋。MediView系統(tǒng)的最后一項(xiàng)功能是首創(chuàng)全息超聲波技術(shù)，利用超聲波產(chǎn)生獨(dú)立的三維全息圖。這個(gè)全息圖是在手術(shù)過程中創(chuàng)建的，外科醫(yī)生用超聲波探頭掃描病人，并實(shí)時(shí)確認(rèn)所有的成像、解剖和工具是否對齊。

為什么說這是一個(gè)突破？因?yàn)檫@是全息圖像第一次“追蹤”到移動的軟組織，也就是所謂的“主動配準(zhǔn)”。其他系統(tǒng)只能追蹤骨骼，因?yàn)樗鼈兪莿傂越Y(jié)構(gòu)，更容易定位和可視化。MediView系統(tǒng)不僅追蹤腫瘤本身，還可以追蹤病人呼吸或移動時(shí)牽動的其他軟組織。

為了獲得全面和準(zhǔn)確的指導(dǎo)，外科醫(yī)生能夠看到與實(shí)時(shí)3D人體地圖同步的MediView全部數(shù)據(jù)和圖像。通過使用手勢和語音命令，外科醫(yī)生可以完全自主地控制所有的數(shù)據(jù)和圖像，從而提高臨床決策能力。操作員可以重新定位、旋轉(zhuǎn)、縮放和選擇全息圖的組件，簡化工作內(nèi)容和改進(jìn)臨床工作流程。

在未來，Black看到了這項(xiàng)技術(shù)的許多其他用途。MediView將利用籌得資金進(jìn)一步開發(fā)這一變革性的技術(shù)，幫助脊柱、神經(jīng)外科、乳腺、耳鼻喉科、骨科以及普外科醫(yī)生。

擴(kuò)展公司規(guī)模

上圖: Fluorscopy 透視儀器售價(jià)300萬美元

Black最初從事建筑工程，如今他將這一經(jīng)驗(yàn)用來改善醫(yī)療保健的設(shè)備。

Mina Fahim和Greg Miller將于本月加入MediView，分別擔(dān)任首席技術(shù)官和首席信息官的職位。Fahim十分看好這項(xiàng)技術(shù)，稱“如果有更好的可視化技術(shù)，手術(shù)中的很大一部分并發(fā)癥是可以避免的。”Fahim曾就職于Medtronic and St. Jude醫(yī)療公司，是一名研發(fā)工程師。

Miller曾與搭檔合作創(chuàng)辦了兩家初創(chuàng)公司，最近的一家是CentraComm，負(fù)責(zé)公司的日常運(yùn)營，主攻視覺和制造自動化領(lǐng)域。他同樣看好這項(xiàng)技術(shù)，說到：“MediView將拯救許多人的生命。”

MediView擁有克利夫蘭診所的兩項(xiàng)關(guān)鍵專利。因?yàn)橄到y(tǒng)仍在開發(fā)中，所以最終成本還未確認(rèn)。

克利夫蘭診所的Lerner醫(yī)學(xué)院，Karl West正在領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)團(tuán)隊(duì)，利用HoloLens制作捐獻(xiàn)者顱骨和其他解剖結(jié)構(gòu)的3D全息圖像，用來評估和完善手術(shù)方案。West公司開發(fā)醫(yī)療設(shè)備已有超過25年的經(jīng)驗(yàn)。

到目前為止，Black已經(jīng)做了2000多例手術(shù)。他在2017年4月與一名投資者共同創(chuàng)立了MediView，專門授權(quán)并將這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化。大約有10個(gè)人全職參與這個(gè)項(xiàng)目。

Black說:“我們對這項(xiàng)技術(shù)的真正期待是，希望它可以提升小規(guī)模醫(yī)療中心的工作能力，讓他們可以進(jìn)行更為復(fù)雜的手術(shù)。如果小醫(yī)院也能夠使用這種新技術(shù)來治病救人，可比花300萬美元買一個(gè)透視系統(tǒng)劃算多了。”

來源：venturebeat