編譯/VR陀螺 云吞 VR一直被用于創(chuàng)建全新的世界，而現(xiàn)在越來(lái)越多人發(fā)現(xiàn)，VR在教學(xué)方面有著非常大的潛力，尤其是一些在現(xiàn)實(shí)世界中比較難實(shí)施的教學(xué)。 比如，將VR用于培訓(xùn)下一代的醫(yī)生，就是一個(gè)很好的例子。美國(guó)凱斯西儲(chǔ)大學(xué)就宣布，計(jì)劃把VR帶入學(xué)校的解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，用于教學(xué)用的尸體上，并通過(guò)微軟HoloLens來(lái)進(jìn)行教學(xué)。戴著HoloLens的實(shí)習(xí)醫(yī)生們可以看到3D人體不同的層次——皮膚、肌肉、血管等等。 而一家英國(guó)公司則決定在該領(lǐng)域更進(jìn)一步。這家名為Fundamental VR的公司決定在VR中重現(xiàn)實(shí)際的手術(shù)過(guò)程，通過(guò)觸覺(jué)反饋?zhàn)屷t(yī)學(xué)生感受手術(shù)過(guò)程中人體的觸感。 Fundamental VR希望通過(guò)這種方式，可以讓醫(yī)學(xué)生在技巧還未成熟之前避免在真正的病人身上練習(xí)，減小風(fēng)險(xiǎn)。 公司研發(fā)的這套系統(tǒng)包含一臺(tái)HoloLens頭顯，以及一支連接到標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械臂上的觸筆。在VR中，這支觸筆看起來(lái)就是一支注射器，通過(guò)一個(gè)按鈕可以排空注射器，另一個(gè)按鈕可以重新填滿液體。 在現(xiàn)實(shí)世界中移動(dòng)觸筆就可以在VR中移動(dòng)注射器。當(dāng)虛擬的針頭接觸到虛擬的皮膚、肌肉或者骨頭時(shí)，不同介質(zhì)帶來(lái)的不同的阻力能夠通過(guò)觸筆傳導(dǎo)給使用者，讓他們對(duì)真實(shí)的人體有逼真的感受。 這個(gè)系統(tǒng)很基本的構(gòu)思就是，人體不同的部位，像是脂肪和骨頭，在感覺(jué)上應(yīng)該是不同的。 Fundamental VR的頭個(gè)系統(tǒng)用于膝關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡手術(shù)中。這個(gè)系統(tǒng)為制藥公司Pacera專門打造，讓臨床醫(yī)生們學(xué)習(xí)如何處理公司新開(kāi)發(fā)的一種麻醉藥Exparel。 和許多傳統(tǒng)的麻醉藥不同，Exparel不是注射一次之后就會(huì)擴(kuò)散到全身，而是需要在不同部位多次注射，且藥物會(huì)聚集在注射的部位。對(duì)于一些外科醫(yī)生來(lái)說(shuō)，手術(shù)流程的改變很難掌握，因此VR教學(xué)也就應(yīng)運(yùn)而生。 通過(guò)對(duì)膝關(guān)節(jié)的多角度成像，公司打造出了一個(gè)完整的3D模型?，F(xiàn)成的觸覺(jué)設(shè)備被用于在系統(tǒng)中替代注射器，當(dāng)然也可以根據(jù)需要替代任何需要的工具。 醫(yī)生的全程參與 打造一個(gè)真實(shí)重現(xiàn)手術(shù)體驗(yàn)的系統(tǒng)需要人類智慧和高科技的融合。在建造VR膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)時(shí)，F(xiàn)undamental VR在每一個(gè)環(huán)節(jié)都咨詢了外科醫(yī)生的意見(jiàn)。 “手術(shù)是一個(gè)科學(xué)的過(guò)程，同時(shí)也是一種藝術(shù)。而有藝術(shù)的地方就會(huì)有不同的見(jiàn)地。如果要打造一個(gè)大部分人都贊同的標(biāo)準(zhǔn)是很耗費(fèi)時(shí)間的。在這個(gè)過(guò)程中，我們已經(jīng)做好了迎接挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備，比如如何重現(xiàn)不同肌肉的紋理和血管，以及這些部分在手術(shù)過(guò)程中應(yīng)該如何變化。” Fundamental VR的聯(lián)合創(chuàng)始人Richard Vincent在采訪中表示。 接下來(lái)，外科醫(yī)生們還要參與如何將實(shí)際的手術(shù)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)換為VR的版本。這就需要使用公司的觸覺(jué)反饋開(kāi)發(fā)引擎來(lái)連接真實(shí)和VR的世界。 “我們打造了一款校準(zhǔn)工具，這是我們軟件的核心，可以讓我們迅速和多人溝通一些困難的點(diǎn)。一開(kāi)始，我們的實(shí)驗(yàn)人員會(huì)說(shuō)‘感覺(jué)像針頭插入了一個(gè)橘子’，或者‘像刺入了一只雞’，在經(jīng)過(guò)一些調(diào)整后，大部分人都會(huì)贊同和真實(shí)手術(shù)中的感覺(jué)差不多，”Vincent說(shuō)。 Stan Dysart是一名關(guān)節(jié)置換手術(shù)專家，他參與了整個(gè)在VR中重建手術(shù)感覺(jué)的過(guò)程。他會(huì)為人體不同的元素分配一個(gè)號(hào)碼，以對(duì)應(yīng)一種觸覺(jué)的質(zhì)感。 “觸覺(jué)設(shè)備有一個(gè)打分系統(tǒng)，我可以幫助開(kāi)發(fā)人員決定針頭在關(guān)節(jié)囊中是什么樣的感覺(jué)、在肌肉、脂肪、在骨膜、骨頭中是什么感覺(jué)，”他說(shuō)。他舉例說(shuō)明，如果是在纖維囊中，插入針頭的感覺(jué)就像插入塑料。 “關(guān)節(jié)囊具有一定的阻力。在針頭不斷深入時(shí)，這種阻力會(huì)釋放。在VR中我們能夠模擬出這種觸覺(jué)的變化，并且在膝蓋不同部位的觸覺(jué)還不一樣。在對(duì)這些不同的觸覺(jué)編號(hào)之后，電腦就能夠做出相應(yīng)的處理——編號(hào)的數(shù)值越高就代表醫(yī)生遇到的阻力越大，”Dysart說(shuō)。 當(dāng)一眾外科醫(yī)生都對(duì)VR中不同人體部位的觸感取得一致意見(jiàn)后觸覺(jué)系統(tǒng)就會(huì)將編號(hào)轉(zhuǎn)化為VR用戶在使用虛擬注射器時(shí)的感受——這個(gè)過(guò)程還需要考驗(yàn)GPU的處理多場(chǎng)景的能力。 根據(jù)Dysart的說(shuō)法，這種虛擬膝關(guān)節(jié)手術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)在美國(guó)國(guó)內(nèi)多個(gè)醫(yī)學(xué)中心獲得了使用。系統(tǒng)幫助醫(yī)生們不斷精進(jìn)自己的技巧。 “外科醫(yī)生們都很喜歡這種方式，因?yàn)榭梢圆粩嗟鼐毩?xí)，同時(shí)不會(huì)傷害到患者。這是很重要的一點(diǎn)。在真實(shí)的手術(shù)中，我們每動(dòng)一下手術(shù)刀都需要考慮后果——這一刀要切多深？切在哪里？在哪里注射？因?yàn)橄ドw上遍布神經(jīng)和動(dòng)脈。 “在VR中，如果不小心將針頭捅的太深，也沒(méi)關(guān)系。醫(yī)生會(huì)知道自己操作不當(dāng)，然后一遍一遍反復(fù)練習(xí)來(lái)獲得正確的技巧。這就是這一系統(tǒng)很美妙的地方。” 除了膝關(guān)節(jié)手術(shù)外，F(xiàn)undamental VR目前還在開(kāi)發(fā)另外三種手術(shù)流程，包括軟組織手術(shù)和脊椎手術(shù)，有機(jī)會(huì)再今年夏天上線。 理想的教學(xué)工具 Fundamental VR已經(jīng)在和許多醫(yī)學(xué)教育機(jī)構(gòu)洽談合作，希望能夠?qū)⒂|覺(jué)反饋VR系統(tǒng)用于教導(dǎo)醫(yī)學(xué)生提升手術(shù)技巧，或者讓醫(yī)生學(xué)習(xí)新的手術(shù)療法。目前，F(xiàn)undamental VR專注于美國(guó)市場(chǎng)，同時(shí)也在和英國(guó)以及其他國(guó)家的醫(yī)療機(jī)構(gòu)建立聯(lián)系。 除了為客戶量身打造VR系統(tǒng)之外，公司希望在未來(lái)能夠建立一個(gè)常見(jiàn)手術(shù)過(guò)程的收藏館，通過(guò)訂閱的方式讓世界各地的醫(yī)生有機(jī)會(huì)接觸到這些資料。除了常規(guī)手術(shù)之外，公司也會(huì)讓醫(yī)學(xué)生接觸到一些比較少見(jiàn)的解剖案例和手術(shù)環(huán)境。 “比如闌尾切除，這是很常見(jiàn)的手術(shù)之一，就算不用VR這種方式來(lái)展示，醫(yī)學(xué)生也會(huì)有很多機(jī)會(huì)來(lái)觀摩手術(shù)過(guò)程。但是神經(jīng)學(xué)方面的手術(shù)就不同了，有些手術(shù)可能一年之中都不會(huì)遇到3次，但是這些手術(shù)通常都非常重要，關(guān)乎生死。需要接受這些手術(shù)培訓(xùn)的醫(yī)生不多，因此讓他們?cè)赩R中熟悉這些手術(shù)是一種非常好的方式。” 觸覺(jué)系統(tǒng)并不適用于所有醫(yī)生——一些資深的醫(yī)師會(huì)認(rèn)為VR模擬出的場(chǎng)景太過(guò)像電腦游戲，但Fundamental VR認(rèn)為，這就和讓飛行員接受飛行模擬一樣。 “我們?cè)诓煌恼箷?huì)上和很多外科醫(yī)生聊過(guò)，他們?cè)谡鎸?shí)的手術(shù)中會(huì)遇到很多緊急的情況，而且通常只有幾分鐘的時(shí)間來(lái)做出決定。如果通過(guò)我們的系統(tǒng)在事前進(jìn)行訓(xùn)練，無(wú)論如何都會(huì)在緊急情況真實(shí)發(fā)生時(shí)處理的更加游刃有余，”Vincent解釋說(shuō)。 在VR中練習(xí)，而不是病人的身上 當(dāng)MR和VR變得更加平價(jià)和普遍時(shí)，在病人開(kāi)始手術(shù)之前，就可以用觸覺(jué)和VR來(lái)制作特定的模型。 “在手術(shù)之前，如果我們可以在這些模型上事先討論如何處理器官、如何移動(dòng)它們、每一步驟的計(jì)劃是什么，手術(shù)如何提高效率，這對(duì)病人的安全是非常有幫助的，” Fundamental VR的聯(lián)合創(chuàng)始人Chris Scattergood表示。 而VR醫(yī)療的未來(lái)，將會(huì)是兩者的結(jié)合：一方面，是教導(dǎo)全世界范圍內(nèi)的醫(yī)學(xué)生和職業(yè)醫(yī)師們?nèi)绾芜M(jìn)行數(shù)量眾多、常規(guī)的手術(shù)。另一方面，也會(huì)將VR用于讓水平較高的醫(yī)師們理解一些非常少見(jiàn)的手術(shù)過(guò)程。 無(wú)論是哪個(gè)方向，醫(yī)生們都能夠在VR中學(xué)習(xí)到必要的手術(shù)技巧，在真實(shí)病人的身上操作之前，很大限度的提升自己的手術(shù)水平。 原文：http://www.zdnet.com/article/how-vr-could-give-trainee-doctors-the-feel-of-real-surgery/ 關(guān)注微信公眾號(hào)：VR陀螺（vrtuoluo）,定時(shí)推送，VR/AR行業(yè)干貨分享、爆料揭秘、互動(dòng)精彩多。