編譯/VR陀螺 云吞 VR一直被用于創(chuàng)建全新的世界,而現(xiàn)在越來越多人發(fā)現(xiàn),VR在教學方面有著非常大的潛力,尤其是一些在現(xiàn)實世界中比較難實施的教學。 比如,將VR用于培訓下一代的醫(yī)生,就是一個很好的例子。美國凱斯西儲大學就宣布,計劃把VR帶入學校的解剖學實驗室中,用于教學用的尸體上,并通過微軟HoloLens來進行教學。戴著HoloLens的實習醫(yī)生們可以看到3D人體不同的層次——皮膚、肌肉、血管等等。 而一家英國公司則決定在該領(lǐng)域更進一步。這家名為Fundamental VR的公司決定在VR中重現(xiàn)實際的手術(shù)過程,通過觸覺反饋讓醫(yī)學生感受手術(shù)過程中人體的觸感。 Fundamental VR希望通過這種方式,可以讓醫(yī)學生在技巧還未成熟之前避免在真正的病人身上練習,減小風險。 公司研發(fā)的這套系統(tǒng)包含一臺HoloLens頭顯,以及一支連接到標準機械臂上的觸筆。在VR中,這支觸筆看起來就是一支注射器,通過一個按鈕可以排空注射器,另一個按鈕可以重新填滿液體。 在現(xiàn)實世界中移動觸筆就可以在VR中移動注射器。當虛擬的針頭接觸到虛擬的皮膚、肌肉或者骨頭時,不同介質(zhì)帶來的不同的阻力能夠通過觸筆傳導給使用者,讓他們對真實的人體有逼真的感受。 這個系統(tǒng)很基本的構(gòu)思就是,人體不同的部位,像是脂肪和骨頭,在感覺上應該是不同的。 Fundamental VR的頭個系統(tǒng)用于膝關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡手術(shù)中。這個系統(tǒng)為制藥公司Pacera專門打造,讓臨床醫(yī)生們學習如何處理公司新開發(fā)的一種麻醉藥Exparel。 和許多傳統(tǒng)的麻醉藥不同,Exparel不是注射一次之后就會擴散到全身,而是需要在不同部位多次注射,且藥物會聚集在注射的部位。對于一些外科醫(yī)生來說,手術(shù)流程的改變很難掌握,因此VR教學也就應運而生。 通過對膝關(guān)節(jié)的多角度成像,公司打造出了一個完整的3D模型。現(xiàn)成的觸覺設(shè)備被用于在系統(tǒng)中替代注射器,當然也可以根據(jù)需要替代任何需要的工具。 醫(yī)生的全程參與 打造一個真實重現(xiàn)手術(shù)體驗的系統(tǒng)需要人類智慧和高科技的融合。在建造VR膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)時,F(xiàn)undamental VR在每一個環(huán)節(jié)都咨詢了外科醫(yī)生的意見。 “手術(shù)是一個科學的過程,同時也是一種藝術(shù)。而有藝術(shù)的地方就會有不同的見地。如果要打造一個大部分人都贊同的標準是很耗費時間的。在這個過程中,我們已經(jīng)做好了迎接挑戰(zhàn)的準備,比如如何重現(xiàn)不同肌肉的紋理和血管,以及這些部分在手術(shù)過程中應該如何變化。” Fundamental VR的聯(lián)合創(chuàng)始人Richard Vincent在采訪中表示。 接下來,外科醫(yī)生們還要參與如何將實際的手術(shù)經(jīng)驗轉(zhuǎn)換為VR的版本。這就需要使用公司的觸覺反饋開發(fā)引擎來連接真實和VR的世界。 “我們打造了一款校準工具,這是我們軟件的核心,可以讓我們迅速和多人溝通一些困難的點。一開始,我們的實驗人員會說‘感覺像針頭插入了一個橘子’,或者‘像刺入了一只雞’,在經(jīng)過一些調(diào)整后,大部分人都會贊同和真實手術(shù)中的感覺差不多,”Vincent說。 Stan Dysart是一名關(guān)節(jié)置換手術(shù)專家,他參與了整個在VR中重建手術(shù)感覺的過程。他會為人體不同的元素分配一個號碼,以對應一種觸覺的質(zhì)感。 “觸覺設(shè)備有一個打分系統(tǒng),我可以幫助開發(fā)人員決定針頭在關(guān)節(jié)囊中是什么樣的感覺、在肌肉、脂肪、在骨膜、骨頭中是什么感覺,”他說。他舉例說明,如果是在纖維囊中,插入針頭的感覺就像插入塑料。 “關(guān)節(jié)囊具有一定的阻力。在針頭不斷深入時,這種阻力會釋放。在VR中我們能夠模擬出這種觸覺的變化,并且在膝蓋不同部位的觸覺還不一樣。在對這些不同的觸覺編號之后,電腦就能夠做出相應的處理——編號的數(shù)值越高就代表醫(yī)生遇到的阻力越大,”Dysart說。 當一眾外科醫(yī)生都對VR中不同人體部位的觸感取得一致意見后觸覺系統(tǒng)就會將編號轉(zhuǎn)化為VR用戶在使用虛擬注射器時的感受——這個過程還需要考驗GPU的處理多場景的能力。 根據(jù)Dysart的說法,這種虛擬膝關(guān)節(jié)手術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)在美國國內(nèi)多個醫(yī)學中心獲得了使用。系統(tǒng)幫助醫(yī)生們不斷精進自己的技巧。 “外科醫(yī)生們都很喜歡這種方式,因為可以不斷地練習,同時不會傷害到患者。這是很重要的一點。在真實的手術(shù)中,我們每動一下手術(shù)刀都需要考慮后果——這一刀要切多深?切在哪里?在哪里注射?因為膝蓋上遍布神經(jīng)和動脈。 “在VR中,如果不小心將針頭捅的太深,也沒關(guān)系。醫(yī)生會知道自己操作不當,然后一遍一遍反復練習來獲得正確的技巧。這就是這一系統(tǒng)很美妙的地方。” 除了膝關(guān)節(jié)手術(shù)外,F(xiàn)undamental VR目前還在開發(fā)另外三種手術(shù)流程,包括軟組織手術(shù)和脊椎手術(shù),有機會再今年夏天上線。 理想的教學工具 Fundamental VR已經(jīng)在和許多醫(yī)學教育機構(gòu)洽談合作,希望能夠?qū)⒂|覺反饋VR系統(tǒng)用于教導醫(yī)學生提升手術(shù)技巧,或者讓醫(yī)生學習新的手術(shù)療法。目前,F(xiàn)undamental VR專注于美國市場,同時也在和英國以及其他國家的醫(yī)療機構(gòu)建立聯(lián)系。 除了為客戶量身打造VR系統(tǒng)之外,公司希望在未來能夠建立一個常見手術(shù)過程的收藏館,通過訂閱的方式讓世界各地的醫(yī)生有機會接觸到這些資料。除了常規(guī)手術(shù)之外,公司也會讓醫(yī)學生接觸到一些比較少見的解剖案例和手術(shù)環(huán)境。 “比如闌尾切除,這是很常見的手術(shù)之一,就算不用VR這種方式來展示,醫(yī)學生也會有很多機會來觀摩手術(shù)過程。但是神經(jīng)學方面的手術(shù)就不同了,有些手術(shù)可能一年之中都不會遇到3次,但是這些手術(shù)通常都非常重要,關(guān)乎生死。需要接受這些手術(shù)培訓的醫(yī)生不多,因此讓他們在VR中熟悉這些手術(shù)是一種非常好的方式。” 觸覺系統(tǒng)并不適用于所有醫(yī)生——一些資深的醫(yī)師會認為VR模擬出的場景太過像電腦游戲,但Fundamental VR認為,這就和讓飛行員接受飛行模擬一樣。 “我們在不同的展會上和很多外科醫(yī)生聊過,他們在真實的手術(shù)中會遇到很多緊急的情況,而且通常只有幾分鐘的時間來做出決定。如果通過我們的系統(tǒng)在事前進行訓練,無論如何都會在緊急情況真實發(fā)生時處理的更加游刃有余,”Vincent解釋說。 在VR中練習,而不是病人的身上 當MR和VR變得更加平價和普遍時,在病人開始手術(shù)之前,就可以用觸覺和VR來制作特定的模型。 “在手術(shù)之前,如果我們可以在這些模型上事先討論如何處理器官、如何移動它們、每一步驟的計劃是什么,手術(shù)如何提高效率,這對病人的安全是非常有幫助的,” Fundamental VR的聯(lián)合創(chuàng)始人Chris Scattergood表示。 而VR醫(yī)療的未來,將會是兩者的結(jié)合:一方面,是教導全世界范圍內(nèi)的醫(yī)學生和職業(yè)醫(yī)師們?nèi)绾芜M行數(shù)量眾多、常規(guī)的手術(shù)。另一方面,也會將VR用于讓水平較高的醫(yī)師們理解一些非常少見的手術(shù)過程。 無論是哪個方向,醫(yī)生們都能夠在VR中學習到必要的手術(shù)技巧,在真實病人的身上操作之前,很大限度的提升自己的手術(shù)水平。 原文:http://www.zdnet.com/article/how-vr-could-give-trainee-doctors-the-feel-of-real-surgery/ 關(guān)注微信公眾號:VR陀螺(vrtuoluo),定時推送,VR/AR行業(yè)干貨分享、爆料揭秘、互動精彩多。
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