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科普进行时 | 叶哲伟: 智能医学 未来已来

来源:本站 点击:242 时间:2024-05-27
  当VR、AR技术应用于看电影或打游戏,会给我们带来全新的沉浸式体验。
  而当此类混合现实技术(MR)应用于医学临床领域,是否也会具有可观的前景呢?
  实际上,当我们还在用AR,VR玩游戏、看电影娱乐的时候,MR这项技术就已经进入医疗领域了。
  接下来就有请———带领团队完成世界首例混合现实技术引导下的髋部骨折手术的叶哲伟教授来为我们讲讲这神奇的技术。

嘉宾介绍

  华中科技大学附属协和医院骨科教授,武汉智能医学研究院院长,叶哲伟

叶哲伟系湖北省科普作家协会医学专委会

外科分会主任委员

————神奇的混合现实技术————

  在医院经常可以看到,患者拿着各种X片、CT、磁共振的片子穿影像。

  以前很多骨科手术依靠的是二维平面医学影像,需要依赖医生的眼镜,就能看清患者受伤部位的三维空间结构,手术变得更加精准、

混合现实

  在我们真实的物理世界和虚拟的数字世界之间,有三座桥梁,分别是特性是打破了数字的虚拟世界与物理的真实世界的界限,从而将数字技术视野,因而为医学的创新应用带来无限可能。

  其中混合现实是这三个技术中最新的数字影像技术,该技术最核心的特性是打破了数字的虚拟世界与物理的真实世界的界限,从而将数字技术多年的量变积累突破到质变。

  混合现实技术在不关闭自身视野的情况下,增加了一个三维的数字化视野,因而为医学的创新应用带来无限可能。

图片

临床应用

在手术模拟和手术方案制定时:

  混合现实技术可以提供理想的手术操作模拟平台,在三维空间中,医生以更自然、逼真的三维影像方式进行反复多次的交互和体验。

在手术过程中:

  混合现实技术可以在外科医生不扩大手术切口的情况下,掌握病人的身体内部信息,实现精准的手术引导。随着混合现实导航技术的发展,医生会如同拥有透视眼一般完成各种复杂手术。

混合现实技术有多有用?

  过去一直有一个说法:患者微创,医生重创——而混合现实技术可以有效的保护临床医生的身体健康,为什么这么说呢?

全世界第一台

————MR加持下的股骨颈骨折手术————

 
  2017年6月,一个15岁的小女孩遭遇了这个年纪极其少见的股骨颈骨折。而对于患者来说,手术稍有不慎,不仅会影响其生长发育,还极易发生骨折不愈合、股骨头缺血性坏死等后遗症。必须实施精准度更高的微创手术,减少对局部供血的破坏,而仅凭二维影像资料去完成这样一台难度系数的手术,对于手术医生也是一种比较大考验。
 
  这个难题给到了叶哲伟团队。

  这个时候叶哲伟团队的医学混合现实技术刚好已经成熟,如果运用医学混合现实技术,手术会变得更加精准安全。

  没有先例,这将是全世界第一台MR加持下的股骨颈骨折手术。

MR技术面临质疑

  叶哲伟团队最开始在国内会议讲解混合现实的时候就遭到了很多质疑:这个技术会不会是假的?视频和图片是不是电脑合成的?甚至叶哲伟的研究生参加某科技创新大赛被评委当场指责:你们这个一定是造假的,图像怎么可能3D悬空显示呢?

临床应用

调节医患关系

  医生通过三维影像的方式可以把患者的病情讲解的清晰、透彻,解决了医患沟通最大的障碍——双方的医学知识背景和信息不对称一一 医患实现“无缝对接”。医患密切配合的情况下,治疗效果也会大幅提升。

手术成功

  通过医学混合现实技术,叶哲伟团队成功实施三枚螺钉植入精准的微创植入,术后患者快速康复,手术完全到达预期效果。

  这台手术,也成为医学混合现实技术一个里程碑式的进展。

  2017年底,微软通过新闻看到了这台手术的报道,微软全球公共事业部总经理Mark Day称赞叶哲伟团队的工作:“You areleading the world ! (你们正在领导这个世界)

  2018年,叶哲伟主编的《医学混合现实》一书正式出版发行,微软确定这是全球第一本医学混合现实专著后,邀请叶哲伟团队在微软中国总部做了新书的全球首发仪式,这本书也成为微软总部的礼品用书。

全球首例

————基于MR的多地点远程会诊————

  2018年,-名新疆博州的维族患者遭遇骨折,当地医院提出请求叶哲伟团队远程指导这台手术。
  用低维度的信息指导高维度的操作,存在一定的风险和隐患。叶哲伟团队决定将传统的远程会诊提升一个维度,进行三维立体的远程会诊。
  经过反复沟通和大量的前期准备,叶哲伟团队决定开展首例基于混合现实技术的多地点远程会诊手术。
  同时团队还联系了美国弗吉尼亚理工大学的团队,全程参与了混合现实远程会诊和协作,并进一步验证 了多点混合现实技术远程会诊系统的稳定性。
  叶哲伟团队的远程会诊,在国际上也引发了巨大轰动:
  2018世界VR产业大会,微软公司资深副总裁Alain Crozier在他的大会发言中,特别提及了团队开展的混合现实工作和叶哲伟主编《医学混合现实》一书。
  日本微创脊柱外科年会和德国骨科年会也都邀请叶哲伟发言,介绍团队开展的相关工作。
 

5G加持下的

————混合现实云平台远程会诊手术————

  
  随着网络技术的不断发展,5G网络也在临床医学领域大显身手。5G网络有什么特点呢? 

超低时延 

  你的手指被一根针扎了 ,从觉得疼到收手,这期间需要200毫秒,也就是0.2秒;而5G延时1个毫秒左右,也就是说5G网络的反应速度比人类本能反应速度快200倍。在远程手术指导过程中由于网络延时造成的安全隐患也降到可以忽略不计的水平。

超高速率

  5G的第二个特点是超高速率,意味着大量的数据和运算可以放到云端进行处理,这样可以极大简化偏远地区设备的配置要求,只要有超高速率能够保证数据传输的顺畅,即可保持终端设备的使用。

  2019年,一名76岁的女性农民,在山上做农活的时候不幸从3米高的地方摔下,导致了胸椎的爆裂骨折合并截瘫,同时伴有下肢深静脉血栓形成,被紧急送往当地咸丰人民医院救治。

  因为患者在偏远山区,病情也比较重,转运到武汉治疗存在诸多困难。于是医院联系叶哲伟团队后,他们决定用混合现实云平台进行远程会诊手术指导。

  他们只需要把相关检查数据输入到云平台,让云平台帮助实施运算和混合现实三维重建,通过5G的超低延时、超高速率传输,最终团队成功实施这次复杂手术的远程精准指导。术后一个月,这名瘫痪在床的老人恢复下地行走。

  国家数字化设计与制造创新中心主任J汉院士评价:医疗数字领域的重大科技变革。

  这次远程会诊也入选了工信部和国家广电总局的医疗应用十大典型案例。

节目现场,观众不免好奇:

  如果手术都用这种MR技术的话,成像时间会很长吗?费用会不会增加呢?
  MR技术除了在骨科以外还应用到了哪些领域?
  未来MR技术和医疗融合将会发展到哪一步呢?
  有没有可能有一天我们在家里就可以看病呢?