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虚拟成像技术:“数字新药”助力精准医疗

2021-11-25 09:35:44   来源:科技日报

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  虚拟成像技术:“数字新药”助力精准医疗

  近日,陆军军医大学陆军特色医学中心(大坪医院)骨科副主任熊雁带领医工团队,自主研发出MR(混合现实)+DAA(微创直接前路)髋关节置换技术,为多例髋关节炎和股骨头坏死的患者顺利实施了手术。

  近来,虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)等虚拟成像技术受到了人们越来越多的关注。在医学领域,虚拟成像技术也已得到广泛应用,在助力精准医疗方面大显身手。

  虚拟成像技术将成医生好帮手

  以VR/AR/MR为代表的虚拟成像技术打破了数字虚拟世界与物理真实世界的界限,将成为医生的良好助力。

  熊雁说:“手术中使用MR技术能使虚拟影像与真实解剖结构融合、叠加,相当于为医生安上了‘透视眼’,从而为患者进行更精准的手术治疗。”

  熊雁团队进行的这次手术,是为髋关节股骨头坏死的患者切除受损部分,换上人工关节假体。在MR全息投影下,虚拟影像与患者身体部位和手术标线重合,医生能很快看清患者手术处的内部结构和骨盆髋臼的位置及术中标准角度的位置,不需要另外切口和钉杆辅助,就能精准打磨髋臼,精准安放髋臼假体。手术只用了1小时左右,整个过程精准、微创、无损,术后麻醉清醒后,患者就能下床行走。

  “虚拟成像技术可以帮助医生更准确地进行手术,可以说,有了这些技术的辅助,能够让医生的手术变得更立体更直观。”熊雁说,业界早已经注意到虚拟成像技术在外科手术中的作用,国内外不少医院已经进行了相关探索。

  早在2019年4月,中南大学湘雅医院肝胆胰外科就与中南大学材料学院联袂,启用MR技术辅助,为一名腹部肿瘤患者完成了全腹腔镜胰十二指肠切除术,据该院消息称,这是我国首例采用MR技术辅助镜胰十二指肠切除的手术。

  今年3月15日,郑州大学第一附属医院咽喉头颈外科和骨科实施了全国首例食管型颈椎病合并梨状窝囊肿MR手术,骨科、肿瘤外科、神经外科、整形外科等科室也将其应用到部分手术的术前模拟中。

  近年来,除了外科手术外,医学成像、远程医疗、医学/健康教育等都是虚拟成像技术应用的热点领域。

  在医学成像领域,人们所熟知的超声检查引入了虚拟成像技术。基于AR的超声扫查引导平台能够针对超声扫查中的定位和图像采集问题,提供可在手持设备上运行的实景AR扫查指引,实现及时、标准化的超声图像采集和筛查。

  在远程医疗方面,虚拟成像技术在5G网络的加持下,增加了可视度,减少了延迟风险,大大提高了远程诊断的准确性。

  在医学健康教育领域,借助MR/VR“化平面为立体”的能力,将提升解剖学、外科学等课程的教学与学习效率。由MR生成的、能表现各种症状与体征的“真实”患者全息图像有望取代笨重的模拟人装置,用于临床情景模拟。

  在医患沟通中,医生能够将病人的病灶和组织器官通过虚拟成像技术对患者和家属进行展示,让他们更好地理解手术过程。

  此外,虚拟成像技术在精神疾病治疗上也开始得到应用。在国外,虚拟成像技术已被用于治疗退伍老兵的创伤后应激障碍(PTSD)、残障人士的幻肢痛、儿童多动症、自闭症、认知功能障碍等。

  与其他技术强强联合或迎来更大市场

  “不过,目前虚拟成像技术在实际临床应用中依然处于研发探索阶段。”熊雁表示,“MR+医学”前景广阔,但是MR技术需要医学、影像学、图像处理工程师、软件工程师等多学科合作,共同研制开发,进一步增加个体化精准度和自动匹配度,为将来的个体性完美的精准手术提供技术支持。

  熊雁介绍,从外科医生角度来看,虚拟成像技术可以针对不同手术精准导航,但是目前在手术中的精准度还达不到毫米级匹配,自主导航功能也还需要医生在手术中自行调节。

  “科技赋能精准医疗既是需求,亦是趋势。”复旦大学附属中山医院大数据人工智能中心办公室主任张纪阳表示,尽管目前虚拟成像技术在医疗领域的应用刚刚起步,但有望在不远的将来为医疗服务领域带来颠覆式变革。

 

  不过,张纪阳也指出,医疗领域的创新技术壁垒高、研发费用大,加上长期以来形成的医疗习惯和观念需要时间进行改变,致使一些解决方案仍停留于临床试验阶段或商业化初期。同时,市场带来的潜在不确定性、各方对医疗新技术的不合理定位以及患者个人信息安全等问题也可能成为创新落地的障碍因素。他认为,通过在应用场景的整合中及时获取用户反馈,将虚拟现实技术与医疗云、大数据、临床决策支持系统、医疗机器人等串联起来,也许能够叩开医疗行业一扇别有洞天的大门,迎接一个庞大的市场。

文章关键词:虚拟成像技术,数字新药 责编:张迪驰
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