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学动手术就像打游戏一样,这个医生用VR推动手术训练往前一步



虚拟实境(VR)除了玩游戏、看 AV 视频之外,还可以做什么?其实还推动医学手术的训练往前走了一步,一位美国的外科医师 Justin Barad 创立了 Osso VR,打造虚拟现实手术训练平台,让医学院学生跟外科医师通过 VR 来学习如何动手术,目前锁定在骨科及脊柱疗法领域。

Justin Barad 年轻时因为爱打电玩,自学编程,成为业余游戏,在他高中时,一位家人生了重病,给了他一记警醒,“科技,不仅是为了娱乐人,更应该产生实际帮助,我就很想发明一些医疗技术”,所以他在大学选择就读生物工程学,当时他的导师对他说:在你发明东西之前,必须很好地理解问题,要了解科技能如何帮助解决医学的问题,那就是成为一名医生,之后他进入加州大学洛杉矶分校(UCLA)医学院,并成为一位外科医生,现在他还多了一个身份—开发医疗科技的创业家。

图:Osso VR 创始人 Justin Barad(图片来源:DeepTech)

消除时间、成本、位置的问题,VR 加速手术培训的学习曲线

正因为他有开发游戏的经验,他很早就开始关注 VR,加上本身就是医生,知道行业的痛点在哪里,因此将两者结合,“什么医生需要利用 VR 来学习手术?原因很简单:有太多新东西要学,但时间永远太少,”Justin Barad 对 DT 君说。

每年都有新技术问世,外科医生也需要学习新的手术方法,才能跟上医疗行业的进步,“可是新技术通常比旧技术更复杂,特别是融合很多软件界面时,传统练习方式的学习曲线往往很长”,所以医生的培训一直是行业的挑战。

以关节置换手术为例,当医生想学习一种不同的关节置换技术,例如微创手术,业界的常态是医疗器械制造商会支付费用,为提供医生培训课程,接着医生就到实验室,以大体做为练习的对象,通常要进行一到两次、约数小时的训练。

但这个做法有几个问题,一是上完训练课程到实际执行手术中间可能隔了半年,所以学习曲线通常很长,二是有些复杂的手术如髋关节置换,医生必须做过 50~100 次,熟练、准备好后,才能确保手术安全,所以只有数个小时的训练其实是不够的。三是受制于时间有限,很多外科医生没有时间解释手术的所有步骤,另外,外科医生的一个课程培训费用大约在 5~40 万美元不等,还要考量运送昂贵的医疗器械设备及交通往返等问题。

Osso VR 利用 VR 逼真模拟的优点,打造手术培训软件,医生只要戴上 VR 头显、拿着控制把手,就可以开始学习、练习手术的流程,VR 课程内容除了有个人跟团队练习之外,还有一个分析平台,Osso VR 利用现有的手术评分范例等各种指标,如全球评定量表,客观评估手术熟练度和表现。

Osso VR 只支援高规的 VR 头显 Oculus Rift,至于 VR 一体机或是外接手机使用的 VR 装置不适用,原因在于这些装置的自由度(DoF)大多只有 3 个,不足够精准,以及要执行手术训练软件、高解析度图像,必须靠够强的算力才能运行。


图: 利用虚拟实境来做手术培训(图片来源: Osso VR)

获美国多家医院合作

Justin Barad 指出,模拟在医疗领域并不新鲜,但它从未真正起飞,特别是在开放式手术和复杂的医疗设备,传统的模拟器要价 20~25 万美元,后续维护成本大约是一年 1 万美元,而且较旧的机型通常只模拟一种类型的手术。

但 VR 手术课程内容可以像游戏一样持续被开发、使用,用途就不会受限,此外,现有 VR 头显、高阶计算机的成本低于传统的手术模拟器,可以大幅让培训成本下降,而且还有一项很重要的原因是 VR 可以准确跟踪用户的手,以及提供触觉反馈,所以非常适合做手术训练。通过程序设计让医生可以实践操作(hands-on training),通过手部的拖拉(drag and drop)运动和肌肉记忆的训练,比观察学习来得更有效。

近几年,医疗可算是积极拥抱新科技的行业之一,人工智能自动在 CT、MRI 影像中找出肿瘤,机器学习可帮忙开发新药,传感器打造了生理监测更精准的穿戴装置,达芬奇手术机器人执行微创手术,当然,增强现实(AR)、VR 也发挥一定作用,比如飞利浦开发了 AR 外科眼镜,用于手术导航。

而 Osso VR 选择从手术培训这个医疗教育跟行业的痛点切入,虽不像 AI 相关应用听起来很“性感”,但却是有真正的需求场景,解决医师学习时间跟练习次数不足的挑战,进而提升培训效率及医疗服务品质,因此目前 Osso VR 已跟美国、欧洲、日本的医院展开合作计划,包括范德比尔特大学医学院(Vanderbilt University School of Medicine)、长岛犹太医疗中心(Long Island Jewish Medical Center)、UCLA David Geffen 医学院、哈佛医学院等,已有不少外科医生通过 VR 手术平台进修,Osso VR 也跟医疗器械公司合作,以推动商业进展。

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