把疼痛感量化成數據？這套VR手術(shù)模擬系統將成為醫生們的練手神器

　　舉例來(lái)說(shuō)，美國凱斯西儲大學(xué)已經(jīng)宣布，它們將砍掉傳統的解剖實(shí)驗室，醫學(xué)生們圍著(zhù)死尸學(xué)習的日子未來(lái)將一去不復返，取而代之的將是微軟的HoloLens混合現實(shí)系統。這樣一來(lái)，初出茅廬的年輕醫生們就能戴著(zhù)HoloLens直接“看穿”人體的不同層次，皮膚、肌肉、血管等都能清晰的展現在眼前，而且還是3D的哦。

　　不過(guò)，對VR來(lái)說(shuō)這只能算初級應用，一家英國公司正試圖在VR環(huán)境下構筑手術(shù)室供學(xué)生練手。最令人贊嘆的是，它們還借助觸覺(jué)反饋功能讓學(xué)生感受到手術(shù)中人體最真實(shí)的反應。

　　這家公司名為FundamentalVR，借助它們的技術(shù)，年輕醫師們就不用緊張的在真人身上展示他們尚未成熟的技藝了。

　　這套系統也以微軟HoloLens為基礎，不過(guò)與其搭配使用的還有FundamentalVR專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的軟件和連接了觸控筆的標準機械臂。

　　在Hololens視角下，這根觸控筆會(huì )變成注射器，點(diǎn)一個(gè)按鈕注射器就會(huì )排空，點(diǎn)另一個(gè)則會(huì )重新吸滿(mǎn)注射液。操作員在現實(shí)世界移動(dòng)觸控筆時(shí)，虛擬注射器也會(huì )做出同步動(dòng)作，當虛擬針頭扎進(jìn)虛擬人體后，不同的觸感會(huì )通過(guò)觸控筆反饋給操作員，讓他們感受到真實(shí)人體的反應。

　　當然，可別覺(jué)得就是觸控筆震動(dòng)一下嚇嚇人而已，虛擬針頭扎到脂肪和骨頭時(shí)觸感反饋可是完全不同。

　　FundamentalVR的第一套系統是針對膝關(guān)節研發(fā)的，其客戶(hù)是藥品公司Pacera，該公司利用這套系統培訓臨床醫生如何使用它們名為Exparel的麻醉劑。

　　與傳統的麻醉劑使用方法不同，Pacera的新型麻醉劑需要對多個(gè)部位進(jìn)行注射，麻醉劑大部分都會(huì )留在體內，而不像傳統的單點(diǎn)注射，麻醉劑會(huì )從注射孔溢出。這樣的改變有時(shí)會(huì )讓醫生摸不著(zhù)頭腦，因此VR教學(xué)系統就應運而生了。

　　為了構筑足夠真實(shí)的場(chǎng)景，研發(fā)人員從各個(gè)角度對膝蓋拍了照片并將其還原成3D圖像。值得注意的是，這套系統用到的觸覺(jué)硬件在市場(chǎng)上就能買(mǎi)到，同時(shí)在VR世界中那根觸控筆還可以變成各種各樣的醫療工具。

　　外科醫生也參與了系統開(kāi)發(fā)

　　想打造一套真實(shí)重現手術(shù)體驗的系統，需要大量人類(lèi)智慧與最新技術(shù)的結合。為了模擬膝蓋更換手術(shù)的場(chǎng)景，FundamentalVR就與整形外科醫生深入討論手術(shù)的每一個(gè)步驟和細節。

　　“手術(shù)不但是科學(xué)，還是藝術(shù)，而任何富含藝術(shù)性的工作，都會(huì )出現多種選項，想在其中找到最好的處理方式需要花費不少時(shí)間。一旦我們站到了成功的門(mén)口，就會(huì )面對大量細節上的挑戰以及整個(gè)操作過(guò)程中的各種變化。”FundamentalVR聯(lián)合創(chuàng )始人RichardVincent說(shuō)道。

　　外科醫生在系統研發(fā)過(guò)程中主要負責將手術(shù)中的真實(shí)體驗轉化為虛擬體驗，這里他們用到了FundamentalVR的觸覺(jué)開(kāi)發(fā)引擎來(lái)彌合虛擬與現實(shí)間的鴻溝。

　　“我們專(zhuān)門(mén)打造了一款標定工具：它是軟件的核心，有了它我們才能將醫生們對手術(shù)真實(shí)感受的描述轉化為精確的數字，畢竟‘針頭刺進(jìn)去就像刺進(jìn)一個(gè)橘子’的描述可不好量化。”Vincent說(shuō)道。

　　整形外科醫生StanDysart擅長(cháng)做關(guān)節置換手術(shù)，他也是為這套系統出謀劃策的外科專(zhuān)家之一，有了這些醫生的協(xié)助，FundamentalVR才能將這套膝部手術(shù)模擬系統做的如此真實(shí)。

　　“這里用到的觸覺(jué)設備擁有計分系統，我主要幫他們確定針頭扎入肌肉、脂肪、關(guān)節囊、骨頭和軟骨中到底是什么感覺(jué)。”Dysart醫生說(shuō)道。

　　Dysart醫生表示：“關(guān)節囊會(huì )對針頭產(chǎn)生一定的阻力，當你扎透它之后，阻力就沒(méi)了。隨后我們會(huì )對這樣的觸覺(jué)反饋進(jìn)行評分，膝蓋的每一部分我們都沒(méi)放過(guò)。計算機可以理解這些分數，分數越高，模擬的助力就越大。”

　　完成從肌肉到骨骼各個(gè)層次的評分后，觸覺(jué)系統就能將它反映到虛擬手術(shù)中去了。為了讓整個(gè)體驗足夠順滑，這套系統用到了一個(gè)強悍的GPU。

　　據悉，這套系統已經(jīng)開(kāi)始在全美多家醫療中心服役。“外科醫生們愛(ài)死它了，大家都喜歡它帶來(lái)的體驗，在這套系統上練習，醫生們再也不用提心吊膽怕傷著(zhù)病人了。最重要的是，在手術(shù)中我們需要考慮切的多深、從哪下刀、在哪注射等問(wèn)題，畢竟膝蓋之下可是神經(jīng)和動(dòng)脈的密集區。”Dysart醫生說(shuō)道。“不過(guò)，在虛擬世界中，即使你的針扎的太深，也不會(huì )傷害到病人。同時(shí)，通過(guò)重復訓練和觸覺(jué)反饋醫生還能吸取經(jīng)驗教訓，直到掌握正確的技術(shù)。”

　　除了膝關(guān)節鏡，FundamentalVR還有3個(gè)正在開(kāi)發(fā)的VR手術(shù)模擬系統，其中軟組織和脊椎手術(shù)可能今年夏天就會(huì )正式面世。

　　教學(xué)神器

　　眼下，FundamentalVR正在與教育機構協(xié)商，它們想讓自家系統成為醫療教育市場(chǎng)的教學(xué)神器，不但菜鳥(niǎo)們可以靠它練手，老醫生們也可以通過(guò)這套系統學(xué)習一些新技術(shù)。不過(guò)遺憾的是，雖然FundamentalVR已經(jīng)積極聯(lián)系了倫敦和其他國家的醫療教育機構，但現在它們依然將重心放在美國市場(chǎng)。

　　除了繼續針對特定客戶(hù)定制手術(shù)模擬系統，該公司未來(lái)還想打造一個(gè)手術(shù)程序的數據庫。當然，這個(gè)數據庫將采用付費使用的模式。同時(shí)，在搞定了標準的解剖教學(xué)后，FundamentalVR還有意通過(guò)這套系統讓學(xué)生見(jiàn)識更多的疑難雜癥。

　　“有了這套系統，所謂的操作規程就可以退休了，這對大多數醫學(xué)生都是利好。不過(guò)到了神經(jīng)學(xué)的層面，也許這套系統的教學(xué)意義就沒(méi)那么重大了，畢竟此類(lèi)疾病一位醫生一年也遇不到幾個(gè)，需要的醫生也相對較少。”Vincent說(shuō)道。

　　此外，觸覺(jué)系統并非在所有手術(shù)中都能表現完美，對一些醫學(xué)界的資深外科醫生來(lái)說(shuō)，這套系統還是太像電腦游戲了，剛入門(mén)的菜鳥(niǎo)玩玩還行，到了更高級別就聊勝于無(wú)了。

　　“醫療手術(shù)都是爭分奪秒，當你面對血漿四濺的危急情況，就必須盡快解決。有了模擬器，醫生就能多見(jiàn)識這種危急情況，到時(shí)他們就不容易手忙腳亂。”Vincent解釋道。

　　無(wú)需用病人練手了

　　隨著(zhù)VR技術(shù)的提高和設備價(jià)格的走低，雷鋒網(wǎng)覺(jué)得未來(lái)手術(shù)前醫生可以利用觸覺(jué)系統和VR設備提前在虛擬病人身上練手，有了前期的“排練”，在真正手術(shù)時(shí)就不用手忙腳亂了。

　　未來(lái)的VR醫療不但要肩負起培養新手醫生的任務(wù)，還要成為頂級醫生的超級模擬器，這樣疑難雜癥才能無(wú)處遁形。

　　不過(guò)，無(wú)論是用到VR醫療的哪個(gè)屬性，其教學(xué)和訓練功能都能讓剛入行的醫生受益匪淺，同時(shí)醫生技藝的提升也是對病人的負責。