AR在医疗领域的应用如何?权威科学家告诉你!

日期:2022-04-04   浏览:0次

案例展示 > VR/AR


要摘:AR在医疗领域有什么应用?AR在医疗领域的发展?最新权威科学家综述研究,一篇文章告诉你!


在AR的发展过程中,游戏一直是一个主要的领域。然而,根据高盛集团(Goldman Sachs)2016年的报告,AR 有望在未来几年改善包括医疗保健在内的一些市场。


事实上,多年来AR 在医疗行业的应用也在不断增长。事实证明,它对医生和患者都有帮助。患者可以通过 AR 了解他们的疾病。医生可以通过AR进行高精度的、复杂的手术。


AR正以以往难以想象的方式改变着我们的生活。或许可以说,AR是医疗的一种未来。


              


AR在医学解剖学和健康科学领域的重要性

AR在医学解剖学和健康科学领域应用如何?重要性如何?Moro C等人的研究给出了答案。


研究目的:评估使用 VR 和 AR 的医学生是否比使用其他移动应用程序的医学生的学习更有效率。


研究方法:59 名参与者被随机分配了三种学习模式:VR、基于平板电脑的应用程序和 AR。使用这些教学模式,进行头骨解剖课。课后,通过不同课程的重复实验来评估医学生的解剖学知识掌握程度。


结果发现:使用 VR 和 AR 的医学生的学习更有效率。可能的原因是VR 和 AR促进了医学生的参与度。

               


计算机辅助AR技术在外科手术中的应用

计算机辅助AR(Computer-aided AR),也称作计算机辅助制图(Computer-aided Drawing),是一种制图工具,允许用户使用AR制作精确的数据模型。


Shuhaiber JH对计算机辅助AR技术在外科手术中应用的过去、现在和未来进行了综述研究。从分类上看,在不同类型的手术中,AR 可以用作显示器或模型。在相关的医学培训中,如超声心动图培训、腹腔镜手术培训、神经外科手术训练等,AR技术也有应用,且有非常广阔的前景。


总的来说,在各科室的医生中,外科医生通常是最早采用可以增强手术和患者体验的技术工具的人。其应用的方面包括手术福利(Operative Benefits)、手术广播和记录(Broadcasting and Recording of Surgery)、解剖评估、远程指导和医学教育。


              

使用AR进行脑成像和脑外科手术


AR在眼科中的应用

目前,一种眼科AR环境已被开发出来。该环境系统用于更精确的眼科疾病激光治疗,远程医疗与实时图像分析、测量与比较。


这种环境系统是围绕着一种标准裂隙灯来进行设计的。一个与裂隙灯连接的摄像头捕捉图像,然后图像被送到视频采集板。接着,使用计算机工作站对图像进行处理,并对其采用快速配准算法。计算机的处理结果最终输出到一个亮度和对比度可调节的显示器上,该显示器则附在裂隙灯的目镜上。


采用触觉AR技术设计颅内植入物 

Scharver C等人进行了该方面的研究。他们表示,触觉AR环境可以向使用者传递触摸的感觉。具体来说,就是从患者CT获得数据,创建虚拟3D颅骨模型,从而将模型叠加到现实中。医疗颅骨雕刻师可以通过这种技术更好的感受和观察模型,这对于提高其工作质量和速度非常有帮助。


个人增强现实沉浸式系统 (PARIS),一种新的原型显示系统,也会与上述模型一起被使用。该系统的加入,可以使颅骨雕刻师有一种手拿3D工具的感觉。神经外科医生、古生物学家和放射科医生等都对该系统表现出了极大地兴趣,非常希望有机会进行试用。

                           

技术演示

通过空间AR系统设计手及手臂康复系统

Hondori HM等人对此进行了研究 。他们提到,在与康复相关的任务中,该系统能通过跟踪受试者的手(包括肘部、肩部和手腕的运动),创造一种虚拟的音频和视觉体验。实时的数据和照片同时会被发送给医生,以便进一步评估。 实验室应用已证明该技术的可用性。


他们还表示,该系统可以根据需要将真实物体合并到任务中。它还可以控制外部物体,确保患者的安全和舒适。另外,该系统提供的另一个优点是治疗师可以根据患者的需要修改任务。对此,他们在中风康复锻炼计划中已进行了成功的应用。


AR系统用于肝脏热消融

Nicolau SA等人发表了该方面的论文。他们首先在腹部模型上对该AR系统进行了评估,随后在手术室中的患者身上进行了评估。病人术前影像和医生操作的针位被记录在一个坐标系中。通过验证算法对特征点进行提取和处理。


结果表明,在不到一分钟的插入时间内,可以实现预定的2 mm精度的目标。该结果激发了众人对该AR系统在患者的完整呼吸周期中提供准确的指导和信息的信心,AR系统在该领域将会大有所为。

                                   

使用 AR 的肝脏手术

除了上述的研究,Birkfellner W等人也讨论了如何通过HMD技术实现AR可视化;Fischer J等人提出了一种用于医疗AR的视频透视系统,发现了医疗领域实现 AR 应用的新方法。


总的来说,近年来AR的研究和应用在逐渐增加, 论文数量也呈上升趋势。Martin Eckert等人通过Meta分析发现,在 338 篇论文中,84.3%(n=285)的论文为处理患者实际治疗的AR项目,15.7%(n=53)涉及训练场景。在确定属于治疗类别的 285 篇论文中,69.5%(n=198)的项目涉及手术室场景,9.1%(n=26)的项目设置在康复环境中。此外,21.4% (n=61) 为直接参与患者的治疗。


此次新冠疫情,已经造成一些企业、学校关闭,经济受损和大量死亡。面对危机,科学界和相关业界正在开发各种可以造福社会的技术方法,AR技术的应用就是其中一种。例如,通过AR 应用程序帮助个人与他人保持2m的距离,从而控制社交距离;通过AR应用的在线教育,来帮助医学生以 3D 方式学习人体;通过AR远程医疗,改善患者的就诊方式和医生的看病方式等等。这些方面,都有相关的案例证明有效性。


可以预见,AR技术将影响未来患者的治疗。随着软硬件技术的优化,AR将能够更好地融入现有的工作流程,并为患者、医生和相关行业人员提供帮助,创造机会


项目咨询