HoloLens Mixed Reality Surgery: holographic augmented mixed reality navigation

來源：VR陀螺

過去數十年間，醫學上的許多重大技術突破，都發生在診斷性影像學上，比如超音波、乳腺X線攝影、CT、MRI等。而這些技術的實現，離不開普遍意義上的技術發展，包括更加小型的攝影機、更加小巧但快速的處理器、以及即時數據傳輸等，這些讓醫生們能夠在行醫過程中，更好的透過圖像來診斷和治療。

幾乎所有的手術，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，外科醫生也會透過超音波，或者CT來幫助診斷。目前，醫學影像能夠做到即時診斷，無論是大型還是小型的疾病。

然而，在醫學成像迅速變革的同時，圖像呈現的形式，卻基本和上世紀50年代沒有區別。視覺數據依然透過2D的平面顯示螢幕來呈現，迫使醫生或者護士在操作的過程中，必須將病人身上的視線挪開。

同時，這些圖像也不是從觀看者的角度來展示的，更多的是從設備本身：醫生們必須用想像力和技巧，來理解這些圖像，同時還要在手術過程中，將這些圖像投射在病人的身上。

最後，不同類型的視覺數據是分開呈現的，因此醫生也必須要用額外的精力，來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技術擁有改變這一切的潛力。在馬里蘭融合現實中心的「Augmentarium」項目中，我們正在研發醫學AR應用，就和史丹佛、杜克大學和約翰·霍普金斯大學的團隊一樣。在我們設想的這個應用中，外科手術醫生將會使用一台AR頭顯（比如HoloLens），來看到虛擬的圖像和其他的數據，直接覆蓋在自己的視野範圍中。

比如，頭顯能夠將一個身患動脈瘤病人的，即時超音波心電圖展示在醫生的眼前，同時有著所有的關鍵資訊和數據。此時，醫生不再需要挪開視線，望向不同的螢幕以及解讀資訊。

AR在同時展示圖片數據，以及其他病人資訊上的潛力，能夠拯救生命和減少醫療事故。這對手術室之外的醫療流程，尤其有幫助。手術室或許是醫院中最安全的地方，一個病人通常會有一整只4－8人的醫生和護士團隊照料。

由於病人都會在手術前，進行詳盡的影像診斷，所以手術的流程通常會被妥善的安排好。麻醉師會監控病人的生理機能，同時管理止疼藥和可拯救生命藥物。手術護士確保所有的設備都能夠被第一時間使用。

此時，醫生就能夠完整沈浸在手術任務中。然而，手術室中的時間是極其珍貴的，同時手術室也通常會提前被安排好，擇期的病例。對於所有的醫院來說，擇期手術都是重要的收入來源，因此保證手術室滿負荷使用和運轉的壓力非常大。

小型的､緊急的手術很難獲得空檔。結果就是，很多這類型的手術，不得不在手術室之外進行，比如在ICU和急診室。正是在這些情況下，病人遭受的風險最大，同時AR也用著用武之地。

和手術室中不同的是，這類型手術獲得的支持非常少。通常情況下只會有1個醫生，和1個護士負責整個操作，而病人的生理情況經常很不穩定。

如果手術發生在半夜，很可能負責手術的是初級的實習生，而且要同時扮演麻醉師和手術醫生的角色。同時，手術房間並不是專門設計的，尤其是牽涉到醫學影像的設備。

一系列的檢測儀器，讓整個局面更加複雜。醫生在追蹤不同的圖像，和數據顯示螢幕的過程中，非常容易錯過和病人體徵相關的關鍵資訊。

而一個單一的、整合了多種影像，和病人數據的AR顯示螢幕，有助於讓醫生專注於病人本身，從而提升手術相關的品質和安全程度，以及減少成本。

除了更加安全的手術過程之外，AR也能夠減少對大量實體顯示螢幕的需求，從而減少成本。

目前，超音波、內窺鏡和支氣管鏡都需要醫院，購買一整套的設備，這些系統各自擁有不同的顯示螢幕。這些設備的花費，能夠達到數萬美元。

實際上，這些不同的影像系統的顯示方式，並沒有根本的不同，但是現有的商業模式，就是只出售整個系統，同時這些顯示螢幕之間互不相容。

電子醫學檔案有自己的顯示螢幕；血液動力監測儀和通風設備有各自的顯示螢幕，這些數據還互不融合。AR能夠提供一個共享的螢幕，最終能夠減少針對病人不同數據的專門的監測器，而是讓不同的生理數據能夠進行即時的融合。