AR如何讓手術(shù)更加安全？

　　過(guò)去數十年間，醫學(xué)上的許多重大技術(shù)突破都發(fā)生在診斷性影像學(xué)上，比如超聲波、乳腺X線(xiàn)攝影、CT、MRI等。而這些技術(shù)的實(shí)現，離不開(kāi)普遍意義上的技術(shù)發(fā)展，包括更加小型的攝影機、更加小巧但快速的處理器、以及實(shí)時(shí)數據傳輸等，這些讓醫生們能夠在行醫過(guò)程中更好的通過(guò)圖像來(lái)診斷和治療。幾乎所有的手術(shù)在真正侵入病人的身體之前，都涉及到某種形式的掃描。就算是在急診，外科醫生也會(huì )通過(guò)超聲波或者CT來(lái)幫助診斷。目前，醫學(xué)影像能夠做到即時(shí)診斷，無(wú)論是大型還是小型的疾病。

　　然而，在醫學(xué)成像迅速變革的同時(shí)，圖像呈現的形式卻基本和上世紀50年代沒(méi)有區別。視覺(jué)數據依然通過(guò)2D的平面顯示屏來(lái)呈現，迫使醫生或者護士在操作的過(guò)程中必須將病人身上的視線(xiàn)挪開(kāi)。同時(shí)，這些圖像也不是從觀(guān)看者的角度來(lái)展示的，更多的是從設備本身：醫生們必須用想象力和技巧來(lái)理解這些圖像，同時(shí)還要在手術(shù)過(guò)程中將這些圖像投射在病人的身上。最后，不同類(lèi)型的視覺(jué)數據是分開(kāi)呈現的，因此醫生也必須要用額外的精力來(lái)更好的將多種圖像融合在一起。這種技巧需要他們多年的練習。

　　AR技術(shù)擁有改變這一切的潛力。在馬里蘭融合現實(shí)中心的“Augmentarium”項目中，我們正在研發(fā)醫學(xué)AR應用，就和斯坦福、杜克大學(xué)和約翰·霍普金斯大學(xué)的團隊一樣。在我們設想的這個(gè)應用中，外科手術(shù)醫生將會(huì )使用一臺AR頭顯(比如HoloLens)，來(lái)看到虛擬的圖像和其他的數據直接覆蓋在自己的視野范圍中。比如，頭顯能夠將一個(gè)身患動(dòng)脈瘤病人的實(shí)時(shí)超聲波心電圖展示在醫生的眼前，同時(shí)有著(zhù)所有的關(guān)鍵信息和數據。此時(shí)，醫生不再需要挪開(kāi)視線(xiàn)望向不同的屏幕以及解讀信息。

　　AR在同時(shí)展示圖片數據以及其他病人信息上的潛力，能夠拯救生命和減少醫療事故。這對手術(shù)室之外的醫療流程尤其有幫助。手術(shù)室或許是醫院中最安全的地方，一個(gè)病人通常會(huì )有一整只4-8人的醫生和護士團隊照料。由于病人都會(huì )在手術(shù)前進(jìn)行詳盡的影像診斷，所以手術(shù)的流程通常會(huì )被妥善的安排好。麻醉師會(huì )監控病人的生理機能，同時(shí)管理止疼藥和可拯救生命藥物。手術(shù)護士確保所有的設備都能夠被第一時(shí)間使用。此時(shí)，醫生就能夠完整沉浸在手術(shù)任務(wù)中。然而，手術(shù)室中的時(shí)間是極其珍貴的，同時(shí)手術(shù)室也通常會(huì )提前被安排好擇期的病例。對于所有的醫院來(lái)說(shuō)，擇期手術(shù)都是重要的收入來(lái)源，因此保證手術(shù)室滿(mǎn)負荷使用和運轉的壓力非常大。小型的、緊急的手術(shù)很難獲得空檔。結果就是，很多這類(lèi)型的手術(shù)不得不在手術(shù)室之外進(jìn)行，比如在ICU和急診室。正是在這些情況下，病人遭受的風(fēng)險最大，同時(shí)AR也用著(zhù)用武之地。

　　和手術(shù)室中不同的是，這類(lèi)型手術(shù)獲得的支持非常少。通常情況下只會(huì )有1個(gè)醫生和1個(gè)護士負責整個(gè)操作，而病人的生理情況經(jīng)常很不穩定。如果手術(shù)發(fā)生在半夜，很可能負責手術(shù)的是初級的實(shí)習生，而且要同時(shí)扮演麻醉師和手術(shù)醫生的角色。同時(shí)，手術(shù)房間并不是專(zhuān)門(mén)設計的，尤其是牽涉到醫學(xué)影像的設備。一系列的檢測儀器讓整個(gè)局面更加復雜。醫生在追蹤不同的圖像和數據顯示屏的過(guò)程中，非常容易錯過(guò)和病人體征相關(guān)的關(guān)鍵信息。而一個(gè)單一的、集成了多種影像和病人數據的AR顯示屏有助于讓醫生專(zhuān)注于病人本身，從而提升手術(shù)相關(guān)的質(zhì)量和安全程度，以及減少成本。

　　除了更加安全的手術(shù)過(guò)程之外，AR也能夠減少對大量實(shí)體顯示屏的需求從而減少成本。目前，超聲波、內窺鏡和支氣管鏡都需要醫院購買(mǎi)一整套的設備，這些系統各自擁有不同的顯示屏。這些設備的花費能夠達到數萬(wàn)美元。實(shí)際上，這些不同的影像系統的顯示方式并沒(méi)有根本的不同，但是現有的商業(yè)模式就是只出售整個(gè)系統，同時(shí)這些顯示屏之間互不兼容。電子醫學(xué)檔案有自己的顯示屏;血液動(dòng)力監測儀和通風(fēng)設備有各自的顯示屏，這些數據還互不融合。AR能夠提供一個(gè)共享的屏幕，最終能夠減少針對病人不同數據的專(zhuān)門(mén)的監測器，而是讓不同的生理數據能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的融合。

　　當然，AR技術(shù)仍然需要進(jìn)步來(lái)實(shí)現以上的構想，同時(shí)醫生也要足夠相信這一理念。硬件需要能夠讓醫生舒適且安全的佩戴。對于一些應用來(lái)說(shuō)，圖像必須要足夠通透，但另一些則需要更加實(shí)心。如果一些圖像要用于指導手術(shù)的話(huà)，就必須精確到極致。技術(shù)上的挑戰很多，但不是說(shuō)無(wú)法克服。

　　想要實(shí)現AR在醫學(xué)中的應用，還需要優(yōu)秀的計算機科學(xué)家和物理學(xué)家。我們對于未來(lái)感到很興奮：AR在醫療健康領(lǐng)域的應用，終有一天會(huì )像聽(tīng)診器一樣普遍。