智能醫療

手術臺上的“元宇宙”!混合現實+機器學習=醫療新“視界”

2025China.cn   2021年09月24日

  縱觀人類醫學發展的歷程,我們經歷了從經驗醫學到循證醫學、轉化醫學、精準醫學,再到今天的智慧醫療的持續迭代,本質上是一種生命不斷被數字化表述和智能化計算分析的過程。而如今智慧醫療發展將更加延續這樣的進程,通過人工智能、大數據、云計算、虛擬現實等技術的深度應用,讓醫療服務更智能,讓優質醫療資源能夠快速復制擴張,讓更廣范圍的大眾享受到優良醫療體驗。因此,診療流程標準且智能,醫療資源流轉順暢,優秀醫生培養加速將成為智慧醫療未來發展的關鍵!

  微軟 MR 臨床醫學平臺,用科技顛覆傳統醫療!

  現今醫院有大量先進設備方便對患者進行病灶檢查,但仍十分倚重醫生個人經驗,診療效率受限資深醫生數量,微軟 MR 臨床醫學平臺借助物聯網、大數據、人工智能、虛擬現實等新興信息技術,讓診療過程一定程度去人力化,用人工智能服務大幅提高診療效率。同時微軟 MR 臨床醫學平臺也致力于在更廣闊的的空間與平臺上加強醫生之間的交流效率,從而實現醫療資源的復制延展,惠及更多人群,構建全新醫療生態,推動智慧醫療進步與發展。

InnerEye

用 AI 為診療加速

  InnerEye 是 Microsoft Research Cambridge 的一項研究項目,依托最先進的人工智能、機器學習技術來對三維醫學圖像進行自動、定量的分析。

  通常而言,重大疾病例如癌癥的診斷與放射療法需要放射腫瘤學專家或專業技術人員手動檢查、標記數十個 3D CT 掃描圖像,同時由于病灶種類的復雜與多樣性,這些工作可能需要多個小時不等。作為微軟 MR 臨床醫學平臺的重要模塊,InnerEye 采用最新的卷積神經網絡等算法對醫學圖像進行按體素自動分割,能夠將患者的檢查光片與數據通過機器學習自動進行分析,并賦能研究人員、醫院、生命科學組織和醫療保健提供商,讓他們能夠使用 Microsoft Azure 來構建醫學圖像 AI 模型,大大降低病情診斷與治療計劃時間。

  在 InnerEye 技術支持下,臨床醫生能夠從容應對日益增長的大眾醫療需求,并幫助提供精準醫學以改善患者的治療效果。此外,醫學影像功能與其他類型的數據結合將是改變現今醫療方式的巨大動力,為個性化醫療奠定堅實基礎。

HoloLens 2

給醫生與患者一雙“慧”眼

  隨著醫療科技發展,傳統的醫療影像呈現技術已無法滿足疾病診療所需的更多洞察,平面展示可提供的診斷信息有限,不僅無法展現三維模型的深度信息,其坐標參考和位置相對性也不夠直觀,不能展示器官內的組織結構,無法滿足苛刻的診療要求。

  臨床模擬方面,即使在影像的幫助下,臨床和外科實驗仍需依賴實體標本,風險大,成本高,具有高危險性的項目難以開展。在個性化、人性化醫療背景下,如何以更加自然、直觀的方式與患者展開溝通,同樣是醫療從業者不斷思考的問題。而醫學影像數據的復雜性和龐大數據量使渲染、處理、預測和分析持續成為醫療行業面臨的挑戰。

  微軟 MR 臨床醫學平臺搭載無線纜混合現實設備 HoloLens 2,具有可加強協作的應用和解決方案,提供具有極強沉浸感的舒適混合現實體驗,利用大幅拓寬的視野一次瀏覽更多全息圖。憑借業界領先的分辨率,更輕松、更舒適地閱讀文本并查看 3D 圖像上的復雜細節。

  在 HoloLens 2支持下,微軟 MR 臨床醫學平臺能夠在患者診療、方案制定、手術執行全醫療流程提供高效溝通與交互。

  1.讓手術規劃更加高效合理

  過去,醫生需要不斷將醫學影像與解剖部位進行比照,同時兼顧與患者的溝通與講解,整個過程十分低效。而通過將虛擬影像與真實手術進行視覺重疊,在外科手術前就可以對患者臟器分布、形態,周圍血管、神經分布等一目了然,輕松掌握體內特征信息,既方便為讓患者和醫生一起觀看三維病灶模型,更直觀地了解疾病狀況和相應治療方案,同時也能助力醫生快速確定最佳手術方案。

  2.身臨其境的交流讓醫療資源外延

  應對復雜病情,在制定治療方案前醫生會舉行會診引入更多資深醫生的意見,微軟 MR 臨床醫學平臺中的虛擬會議廳功能得益于 HoloLens 所具有的實時通信能力,該解決方案允許多人同步觀看相同的數字與現實疊加的場景。現在,無論是查房討論,還是專家遠程會診,醫生無需面對 CT 圖片等反復通話,更不用在照片上做出標記再回傳至手術現場,醫生可以展現患者的個體化 Dicom 影像模型,放置在真實物理環境的“畫布”上,無論身處何地,不同人員只要戴上 HoloLens 就可以獲得與現場相同的視野和畫面,通過一系列手勢,自主調節畫面內容、放置標記、添加重要提示信息,這種實時的可交互性讓醫療交流具有身臨其境之感。高效且直觀的交流讓資深醫生能夠為更多病患提供醫療建議,有助于醫療資源的外延,造福更多大眾。

  3.術中指引,提升安全性與效率

  混合現實以疊加顯示的方式讓過去不可見、不可觸的對象在手術開始前就變得“活靈活現”,為術者提供更具參考價值的影像信息。有效提升空間感知能力,無論是心血管支架,還是骨釘,都可以清晰而精準的被定位和識別,將手術創傷降至最低。同時,有效縮短手術時間,在全息影像的輔助下,主刀醫生可以更好的觀察穿刺深度等,過去在術中需要花費數十分鐘和其它醫生討論的內容,現在只需在全息影像上看幾眼就可直觀得出結論,從而更快做出正確決策。

為醫生成長加速

  智慧醫療在于技術與醫生結合,目前傳統醫生的培養計劃需要經歷學習、規培、實習等多個階段,歷時近十年。因此微軟 MR 臨床醫學平臺不僅為醫生提供強大的技術支持提升診療效率,同時也依托先進技術,為醫生的成長加速。

  對于醫學生而言,導師的每一臺成功手術都是珍貴的教材,微軟 MR 臨床醫學平臺借助先進影像技術能夠迅速將導師手術轉化為數字化教材,同時依托微軟 Azure 云平臺進行分享,讓醫學生能夠隨時隨地進行靈活學習。此外,借助 HoloLens 混合現實醫療影像解決方案還可以提供強大的示教支持,對以往受限于標本、場地和成本的解剖、手術訓練和臨床實驗等進行充分模擬,醫學生無法在病人身上實踐的操作能夠在完美還原的虛擬模型上進行實操演練,快速提升個人能力。

  從理論到實踐,微軟 MR 臨床醫學平臺為醫學生們提供完備全面的學習支持,加快醫生成長,為智慧醫療進程注入強大動力。

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