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首次!美敦力將360°渲染覆蓋AR帶入顱腦手術中

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4月26日,美敦力宣佈與Surgical Theatre合作,為顱骨手術提供增強現實平臺。報告稱,美敦力將把StealthStation S8手術導航系統與Surgical Theatre的SyncAR技術相連線,將360°渲染覆蓋AR帶入顱腦手術中,以增強神經外科醫生在手術過程中的可視性。

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據悉,SyncAR技術旨在允許外科醫生進入手術室之前,透過預演模擬技術,視覺化大腦結構,測試虛擬手術工具並計劃手術;StealthStation S8旨在跟蹤手術器械,並在手術過程中透過具有跟蹤和影象資料集合並演算法的硬體和臨床軟體來指導使用者。

Surgical Theatre是360°XR視覺化技術的引領企業,這一技術旨在透過為患者和外科醫生提供一個沉浸式的、由內而外的病人解剖檢視,使他們能夠看到平時看不見的東西,為患者和外科醫生提供臨床洞察力。

01

尖端AR技術

提高手術精確度

對於此次合作,美敦力和Surgical Theater均表示,將SyncAR整合到StealthStation S8顱骨解決方案中的目的是使外科醫生能夠擴大AR的優勢,並在腦外科手術中首次看到360°AR渲染覆蓋在手術現場。

Neuro Fly-through 360VR,影片源自Surgical Theater官網

雙方表示,StealthStation S8 + SyncAR的組合技術,預計將提高複雜顱骨手術的精確度和效率,外科醫生有望檢視到原本隱藏的解剖結構和血管結構、病理學和彌散張量成像的能力。

“美敦力與Surgical Theater的合作關係擴大了尖端AR計劃技術的實用性,使外科醫生可以實時使用它來改善腦部手術期間的可視性,這有可能使手術更加精確和高效”,美敦力副總裁兼總經理Linnea Burman說道,“我們很高興與Surgical Theater合作,我們致力於透過為外科醫生提供創新技術的方式來改變顱骨手術流程並改善結果。”

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作為全球頂尖的醫療器械公司,美敦力從心臟起搏器起家,經過幾十年的發展,在心血管、骨科等多個醫療器械領域創造了許多個“全球第一”。2018年,美敦力推出了全新版StealthStation™S8手術導航系統,該系統包括用於跟蹤定位的3D相機和電磁感測器,用於處理資料的相關跟蹤演算法和軟體,以及合併來自不同成像源的資料以便於指導的能力。

因此,在已有的StealthStation™S8技術之上,美敦力利用尖端技術擴大AR優勢,助力醫生開展顱內手術對行業來說並不意外。問題在於,這個能成為其合作伙伴的Surgical Theater又有什麼樣的“刷子”呢?

02

Surgical Theater:從飛行模擬到AR醫學

如果外科醫生可以像戰鬥機飛行員一樣預覽他們的手術程式而訓練,就像戰鬥機飛行員可以預執行任務一樣,該怎麼辦?

如果外科手術人員也可以在外科模擬器系統中改進和實踐他們的技能,那會怎麼樣?

如果這些模擬器可以前所未有地幫助病人參與制定他們自己的護理計劃,會怎麼樣呢?

2010年,曾在以色列空軍從事飛行模擬工作的Moty Avisar和Alon Geri帶著這些疑問創立了Surgical Theater。

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圖源Surgical Theater官網

在問題的指引下,僅在幾年後,Surgical Theater逐漸形成了精準VR(Precision VR)的宗旨,即以精準醫療(precision medicine)概念為基石,為病人和醫生打造一個多模態的虛擬現實視覺平臺,並在整個治療過程提供持續性的VR技術輔助。

如今,美國和世界各地的主要醫學中心和學術機構的神經外科醫生在給患者準備手術之前,都會使用Surgical Theater變革性VR醫學視覺化平臺和Precision VR™。這種首創的沉浸式環境,一方面可以使患者得到前所未有的疾病教育和參與感,另一方面,也提供了手術計劃和導航功能,併為醫學生提供了一個不錯的教育平臺。

在精準VR的宏觀宗旨下,Surgical Theater目前的主要產品有手術規劃助手(The Surgical Planner)、精準VR視覺平臺(Precision VR Viewer)、高階手術導航平臺(Surgical Navigation Advanced Platform, SNAP)、VR放映室(VR Studio)。

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圖源Surgical Theater官網

而此次與美敦力的合作中, SyncAR + StealthStationS8的組合技術,將擴大AR技術,使醫生第一次可以在腦外科手術期間看到360°AR渲染覆蓋在現場手術部位。

談到與美敦力的合作,Surgical Theatre執行長兼聯合創始人Moty Avisar表示,結合Medtronic的市場領先的手術導航和Surgical Theatre的開拓性視覺化功能,SyncAR技術現在可以為神經外科計劃工作流程和手術執行提供最全面的解決方案。“SyncAR技術不止於計劃和導航;我們開啟顱骨,為外科醫生提供解剖結構的X射線影像,在整個手術流程中發揮不可或缺的作用。”

03

國內外VR醫療 各有側重領域

針對此次美敦力和Surgical Theatre的合作,JFK神經科學研究所(JFK Neurosciences Institute,Edison,N。J。)主席Thomas Steineke博士表示,同步AR在規劃和練習如何處理複雜病例方面提供了重要優勢,現在能夠在手術過程中實際使用AR,以瞭解儀器與關鍵結構有關的位置,同時永遠不會失去對病人的關注是一個重大的進步。“在神經外科,正確識別和定位大腦結構是至關重要的。AR增強視覺化介面與隱形站將幫助我為病人實現最好的結果。”Thomas Steineke說道。

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隨著科學技術和醫療技術的迅速發展,行業對手術治療的要求越來越高,增強現實(Augmented Reality,AR)和虛擬現實(Virtual Reality,VR)技術開始進入醫學領域,並在一些複雜度高的手術領域(如顱內手術、心臟手術等)獲得青睞。

來自國際資料公司(IDC)的資料顯示,全球AR/VR支出的五年複合年增長率為78。3%。預計到2023年,全球AR/VR支出將達到1600億美元,遠高於2019年預測的168億美元。而在醫療領域,AR/VR醫療正在經歷大幅度的提升,其預期複合年增長率為33。36%,市場價值預計將從2018年的6。217億美元增至2024年的34。97億美元。

目前,國外研發AR/VR醫療技術的企業有Surgical Theatre(美國)、 FundamentalVR(英國)、OxfordVR(英國)、Augmedics(美國)、EchoPixel(美國)等。

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器械之家整理自外網

而回到國內AR/VR醫療領域的技術研發,目前有醫微訊、掌網科技、觸幻科技等企業。

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器械之家整理自各公司網站

對比國內外企業可以發現,歐美國家VR醫療發展領先於國內,究其原因,是因為西方國家在醫療領域對虛擬現實技術有硬需求,很早就開始探索VR/AR/MR醫療,而國內VR醫療技術目前處於初級起步階段。

從上述圖表也可以看出,國外VR醫療企業較多,公司規模較大,公司在醫療教育、臨床應用、心理康復等方向均有較大發展。而國內的企業大多是最近幾年成立的,且規模較小,產品技術方面多側重於VR醫療培訓。

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當前,VR醫療在行業內處於初級起步階段,行業前景發展廣闊。但落實到技術層面,虛擬現實技術與醫療領域結合的程中會遇到像硬體平臺不成熟、演算法不夠準確、互動不夠精確等難題較多。同時,由於部分患者和醫生對VR認識不夠充分,VR醫療產品在應用推廣階段常遭遇碰壁。因此,還要推進VR醫療的發展,需要市場、技術、資本與醫學共同努力!