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AR技术在医疗培训上的最新应用

2018年03月13日 10:45 来源于 财新网
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AR在医疗模拟培训领域的应用使特制模拟人体模型以及相关配套设备不再成为必需,将会大大降低医疗模拟系统的价格,推动医疗模拟培训的普及。这一新动向值得引起国内同行的关注
张小彦
财新网“决策智能”专栏作家。20世纪80年代由费孝通先生推荐赴美留学。1989年获匹兹堡大学社会学博士。二十多年来遵循费老“社会学为社会服务”的教诲,将社会科学与现代信息技术相结合开发社会管理和决策支持软件系统。曾为美国联邦政府和二十几个州政府设计、建立了毒品滥用预防活动管理信息系统。2007至2010年,被美国卫生部聘为毒品滥用预防和治疗研究中心国家级顾问;同年,获得国家预防网络授予的服务金奖;2008年获得了美国安永企业家东部地区年度奖;2010年被匹兹堡地区商业周刊评为行业标兵。现任美国匹茨堡大学客座教授并兼任一家软件公司董事长和数据科学家。

  【财新网】(专栏作家 张小彦)增强现实(Augmented Reality,AR)是近年来与人工智能(AI)相联系并快速发展的数据科学和信息技术。人们比较熟知的是谷歌眼镜通过AR技术使人看到电脑加工过的场景。将这一技术应用到医疗陪训,使医护人员能身临其境地体验病人对治疗和药物的反应,并通过智能系统提供现场实时的视频指导以达到培训目的成为一个新的趋势。

  传统的医疗模拟训练使用特制的人体模型(如下图)。模型可以分解,内部装有模拟五脏、经络、血管等。加上传感器和辅助设备后,人体模型还可以发亮、发声使培训模拟治疗现场。这种由飞行员仿真模拟培训技术引申而来的医疗教育方法经过多年的发展已经成熟并被证明非常有效。

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  这种模拟实习培训的最大问题是模拟设备和维护费用昂贵,而且培训时需要专业人员操作复杂的系统。培训单位需要购买预定的课程而不能根据需要更改和增加课程。大型模拟设备适用于小组培训而不能让学生个人操作和自主学习。这种状况限制了模拟系统的使用率,造成经济效益低,成为模拟医疗培训广泛使用的瓶颈。

  应用新兴的AR技术,通过传感器与电脑同步而产生影像和声音来模拟治疗现场,为打破这个瓶颈提供了一条新路。由匹兹堡大学医疗模拟中心研发的映视得(InSight)医疗培训模拟平台就是这个新技术的代表。(见下图)

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  映视得AR平台无需使用特别设置的房间或模拟中心。它可以被安置在任何地方,甚至可以被添加到现有的模拟器上。实习生可以在任何时间按个人需要选用该系统中相应的学习模块。使用AR技术提供身临其境地模拟效果,学生可从X光的视角观察人体内部各器官的运作,用电笔一层层打开人体,逐渐深入地展示内部器官,最终看到跳动的心脏和正在呼吸的肺部并能听到身体运作时发出的声音和看到病人监护仪表上的动态图像。(点击链条观看动态展示http://v.youku.com/v_show/id_XMzQ1MTgxMjY4MA

  学生还可以根据“模拟病人”自动真实的反应,比较和探索不同治疗方案所产生的效果,学习如何处理一个病人特定的病情。在治疗过程中如果出现错误,映视得智能系统会及时地发声指导,纠正错误并引导学生掌握正确的操作方法。学生可以独立操作或者共同使用该模拟平台,在不同学习模块之间轻松切换而不需要专业技术人员的帮助。嵌入人体模型的传感器还可以测量和记录学生的操作表现并提供实时的反馈和指导,包括操作数据,通过多维视角增强学习效果。

  映视得平台2017年4月在美国佛罗里达召开的国际医疗模拟大会(IMSH)上获得AR技术应用的最佳奖。AR在医疗模拟培训领域的应用使特制模拟人体模型以及相关配套设备不再成为必需。用户可将带传感器的人造皮层覆盖在任何人体模型上,与映视得平台实现同步后就可以通过投影和音响达到现场模拟的效果。由软件控制的操作平台使课程设置、修改、增减变得非常容易。AR技术的应用将会大大降低医疗模拟系统的价格,推动医疗模拟培训的普及。这一新动向值得引起国内同行的关注。

  作者为社会学博士,现任美国匹茨堡大学客座教授并兼任一家软件公司董事长和数据科学家

责任编辑:张帆 | 版面编辑:张柘
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