从达芬奇手术机器人说起,谈谈ARVR的医疗应用

首先我们得来讲讲达芬奇手术机器人!

达芬奇:好像有人提到我

达芬奇外科手术系统是一种内窥镜手术器械控制系统,达芬奇是个牌子,不过这类系统也就常常用它来代称了。其设计的理念是通过使用微创的方法,实施复杂的外科手术。达芬奇机器人由三部分组成:外科医生控制台、床旁机械臂系统、成像系统。

全套系统通常长这样

这套系统使用的时候呢,主刀医生坐在控制台中,位于手术室无菌区之外,使用双手(通过操作两个主控制器)及脚(通过脚踏板)来控制器械和一个三维高清内窥镜。

助手医生则在无菌区内的床旁机械臂系统边工作,负责更换器械和内窥镜,协助主刀医生完成手术。

成像系统(VideoCart)内装有外科手术机器人的核心处理器以及图象处理设备,在手术过程中位于无菌区外,可由巡回护士操作,并可放置各类辅助手术设备。外科手术机器人的内窥镜为高分辨率三维(3D)镜头,对手术视野具有10倍以上的放大倍数,能为主刀医生带来患者体腔内三维立体高清影像,使主刀医生较普通腹腔镜手术更能把握操作距离,更能辨认解剖结构,提升了手术精确度。

这套设备的优点在于医生操作机械手臂进行手术,防止了双手抖动减少一定的操作失误,而且机器人相比人的操作更加灵活,创面也相对更小,同时通过内窥镜放大了手术靶器官,能够更加精准……因为这些优点达芬奇手术系统被运用于普通外科、胸外科、泌尿外科、妇产科、头颈外科以及心脏手术等!

达芬奇手术模拟器

好东西当然不便宜,据说光是开机费用就是万级别的,而一条机械臂的价格就是1~2万刀,而一条机械臂用了可能十次就要换掉!

allaboutmoney!

所以这么贵的东西,你以为是谁都能够去用的吗,想要躺在病床上被它手术可能比较容易,但是要想成为能够驾驭它的人却不容易。不光要是专业医生,还要经过长期的机器操作学习和训练,据说还有证考。

2001年成立的美国公司MimicTechnologies专注于机器人手术模拟。在2007年他们推出的设备dV-Trainer?是一个达芬奇手术系统模拟器,在外观和操作体验上都做到了与真实的设备相一致。除了做一个操作体验高度还原的硬件设备,Mimic的专有MSim?平台为dV-Trainer提供的练习提供了最逼真和逼真的模拟功能,在这个Mimic的dV-Trainer提供超过60个练习,覆盖了大多数这类机器的使用场景。

最重要的,当然也是我们AR酱最关心的,他们dV-Trainer上使用的Maestro?AR,在培训中引入了增强现实的概念,通过使用虚拟仪器和增强3D案例视频来推进临床决策和程序知识,细化程序具体的技能。

在案例视频中叠加操作指引和知识点来帮助学习者掌握操作流程和方法。

而做类似的模拟器公司其实并不是只有Mimic一家。

所以我们能做什么

我们总是在讨论如何把AR和VR应用到医疗领域,其实达芬奇手术机器人和它的模拟器就很值得参考!

从它的身上我们看到了什么!

1.直播

可能做VR的小伙伴会敏感的发觉,当医生把脸凑到那一大坨的机器里时,其实看到的是来自己机械臂那边传来的实时内容,并且通过机械臂对实时画面进行交互……这是不是一个变相的直播,虽然它看到的不是什么风景,而是下面这样血肉模糊的画面。

2.遥控操作

坐在控制台处的医生在远程操作机械臂进行作业。

3.培训模拟

通过模拟机给学生带来的不就是交互式的沉浸学习体验,和VR培训很相似啊

我们或许可以来开开脑洞,通过AR、VR技术对现有的产品和作业方法进行改进:

其实Mimic已经在将dV-Trainer设备小型化,近期他们推出了下面这款名为FlexVR的培训设备。

可见这类设备的小型化是一种趋势,不过目前无论是模拟器还是达芬奇机器人本身都是庞大的,甚至有的需要为它准备一个专门的房间!所以或许用可以用VR眼镜来替代操作台,而VR眼镜隔绝外部环境已久够能保证医生需要不受干扰的进行操作,同时医生也无需长期弯腰趴在设备前工作,舒适度提升能够帮助他更好的作业。

毕竟这一坨看上去也很像一个发福的VR眼镜。

在达芬奇机器人里,医生操作机械手臂工作的方式是捏住下图的操作柄。

这种持握的姿势与医生拿手术刀的方式相同,而它操控的机械臂有7个自由度,据说使用起来很方便,我想在交互上,暂时咱们在AR、VR在精度上很难追上。

事实上很多目前的AR、VR公司都在做这类的尝试,将手术情况实时传递到手术室外方便专家会诊等,事实上达芬奇手术系统中的成像系统其实能够起到一定的作用,而在成像系统的基础上加一些操作协作指引,例如手术室外的人能够在画面上做出操作指导意见,就像Mimc培训中通过圈线来指示一样。

或许我们不再需要一个实体的模拟器,而是创建一个VR的培训环境,去操作一台虚拟的设备,这个成本或许大大低于实体机器模拟,虽然无法完全媲美,但是在初学者来说这种VR训练能够帮助他们随时随地进行学习。

不过要把AR、VR和这种手术机器人结合,除了精度以外,还有就是延迟,资料显示这类设备的延迟在50ms,并不是没有延迟,而操作者需要培训的一个要点也是适应这种延迟,所以如果目前的AR、VR设备再提高一下,或许还是有机会搞定的。

达芬奇手术机器精度高、效果好,让它在医疗领域得到了应用,即便它价格高、体积大,学习成本高,所以我们在想着进入一个行业和领域的时候,或许不应该因为价格和复杂度而却步,因为与他们创造的价值相比,这些都不算什么。

以上都是从一个AR、VR从业者的角度来分析,而医疗行业的人士又怎么看呢,欢迎大家到留言区讨论!

THE END
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