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美食家Kitty
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shuijing217

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远程医疗包括远程医疗会诊、远程医学教育、建立多媒体医疗保健咨询系统等。远程医疗会诊在医学专家和病人之间建立起全新的联系,使病人在原地、原医院即可接受远地专家的会诊并在其指导下进行治疗和护理,可以节约医生和病人大量时间和金钱。 远程医疗运用计算机、通信、医疗技术与设备,通过数据、文字、语音和图像资料的远距离传送,实现专家与病人、专家与医务人员之间异地“面对面”的会诊。远程医疗不仅仅是医疗或临床问题,还包括通讯网络、数据库等各方面问题,并且需要把它们集成到网络系统中。美国联航正投入试验运行的远程医疗系统,提供了全方位的生命信号检测,包括心脏、血压、呼吸等。在飞行过程中,可通过移动通讯系统及时得到全球各地的医疗支持。由马里兰大学开发的战地远程医疗系统,由战地医生、通讯设备车、卫星通讯网、野战医院和医疗中心组成。每个士兵都配戴一只医疗手镯,它能测试出士兵的血压和心率等参数。另外还装有一只GPS定位仪,当士兵受了伤,可以帮助医生很快找到他,并通过远程医疗系统得到诊断和治疗。在我国一些有条件的医院和医科院校也已经开展了这方面工作,如上海医科大学金山医院在网上公布了远程医疗会诊专家名单。西安医科大学在美国“亚洲之桥”资助下成立了“远程医疗中心”,并成功地为美国国务卿奥尔布赖特进行了中美远程医疗会诊演示。最近,在贵阳市成立了西南第一家远程医疗中心——“中国金卫贵阳远程医疗会诊中心”。远程医疗可以使身处偏僻地区和没有良好医疗条件的患者获得良好的诊断和治疗,如农村、山区、野外勘测地、空中、海上、战场等。也可以使医学专家同时对在不同空间位置的患者进行会诊。

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snowwhite白雪

关于超声医学的论文范文篇二 医学超声远程现状与案例分析 摘 要: 超声远程是远程医疗的一个重要应用分支,可以远程为边远地区的患者提供高质量的专家医疗服务,节约就诊时间和成本。同时也提升了基层医生与专家的沟通平台,弥补了国内医疗资源分配不均匀的状况。依据超声诊断的特点对超声远程的应用特点、市场远程设备的情况、超声远程的应用效果,以及国内超声远程的应用案例做了介绍。 关键词: 超声远程; 远程医疗; 病例分析; 超声诊断 中图分类号: TN911?34; 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2014)20?0137?04 Current situation and case study of medical tele?ultrasound GAO Hai?juan, PING Zi?liang (Department of Communication and Information Engineering, Century College, BUPT, Beijing 102101, China) Abstract: Tele?ultrasound is an important branch of tele?medicine, which can provide high quality medical service from tertiary hospital to remote area patients, and save much treatment time and cost. Meanwhile, the tele?ultrasound can also promote the communication platform between less experienced healthcare workers in remote hospitals and specialists in tertiary hospitals, making the discussion more easily and effectively. It balances the medical resource distribution inequality to some extent. According to specialty of the medical ultrasound test, the tele?ultrasound implementation situation, tele equipment features, application effect of tele?ultrasound in clinic and some typical cases in domestic environment are introduced. Keywords: tele?ultrasound; tele?medicine; medical case analysis; ultrasonic diagnosis 0 引 言 20世纪60年代,远程医疗成为欧美新型医学课题。80年代末远程医疗概念被正式提出,并且在计算机技术迅速发展的带动下,远程医疗被广泛应用起来。90年代末国内发表不少关于远程医疗的文章,成为医学界和计算机界共同关注的热门话题[1?3]。远程医疗的核心概念是借助互联网技术、电视传播、卫星通信等一系列现代通信技术将不同地域的医生(或者医护人员)连接起来,通过医生间实时的音视频交流或者离线传输病人数据来完成对疾病的诊断。远程医疗一定程度上弥补了医疗资源分布不均匀的弊端,让医疗条件落后的患者可以快捷的得到远端专家医生的诊断建议,既节约了宝贵的治疗时间,又降低了长途就医的费用。同时,基层医生也在每一次的远程会诊过程中向专家学习了如何解决此类疑难杂症,日积月累,不断提升自己的专业技能,进而吸引更多的病人前来就诊,这对于基层医院的发展是非常有利的。而对于专家医院来讲,远程诊断这种新型医疗服务模式,可以减少非急诊患者的求诊人数,减轻医生问诊的负担,同时也避免了医院的拥挤,再加上远程会诊所带来的医疗收入,以及对医院影响力的提升都有所促进,因而也广受欢迎。远程医疗应用十分广泛,可用于放射科、病理科、皮肤科等课室。但是,远程医疗在超声课室的应用相对起步晚,在此本文将介绍超声远程的应用特点、国内外超声远程设备情况、以及超声远程的应用效果和国内的应用案例。 1 超声远程的应用特点 超声检查与X线,MRI,CT相比,一个显著的特点是它的检查方式很大程度上依赖医生的扫查手法,一个探头在一个医生的手上就像一副眼镜在一个人眼睛上一样,医生更习惯按照自己的扫描习惯,调整探头的扫描方位,选取扫描切面来诊断病人。如果借助超声远程,将A医生扫描的病人图像发送给B医生,让B医生来分析诊断,那么B医生一定会非常的谨慎,这就如同让B医生带着A医生的眼镜来走路一样,因为图像往往并不是B医生所习惯看到的图像,如果图像的信息量远远的低于B医生所期待的,那么远程会诊就会失败。A医生必须重新提供病人的超声图像,如此地重复扫描大大的降低了远程的效率和医生应用的信心,不利于超声远程的推广和发展。 目前,一些国内超声水平高的医院已经重视起超声远程规范化扫描的制定,例如北京安贞医院胎儿心脏远程会诊中心提出了胎儿超声心动图远程会诊检查流程及基本切面的规范要求。文献[4]提出胎儿远程会诊所需的图像切面、存储要求、测量参数等具体规范,重点提出对胎儿心脏畸形的产前超声远程心动图检查,明确定义16幅必存动态切面图像和14幅必存静态图像的内容,规范了胎儿超声远程的操作方法,有效提高医生之间进行远程诊断的效率。超声扫描规范化的脚步从未停止过,超声远程的规范化也会发展起来,让不同地域的医生能在一个标准的扫描框架下,有效地传输超声数据,彼此接受对方的扫描图像,有效的完成超声会诊。 另一个解决此手法依赖性问题的途径是借助超声远程设备的特殊传输功能。比如传输的超声数据中携带着大量的机器原始参数,可以在专家处理端还原超声扫查的过程,重新调整扫描的机器参数和选取扫描的切面,按照专家的习惯重新定位病灶的位置,进行病灶的测量和分析,这样将极大地提高会诊的成功率。目前美国通用电气(GE)的RAWDATA[5]扫描技术即可以满足这样的需求,从技术层面解决扫描手法依赖性问题。 2 国内外超声远程设备情况 超声远程设备按照工作模式,可以分为两种模式,一种是在线模式(也称同步模式),一种是离线模式(也称异步模式)。 所谓在线模式,就是申请端医生和处理端医生同时在线,实时的进行视频和音频的沟通。处理端医生可以实时看到申请端超声设备的动态图像,可以看到探头的扫查位置,可以和申请端医生进行通话交流,实时指导申请端医生调整探头的扫查位置,调整病人的体位,以及根据图像的质量来调整机器参数。这种模式的特点是:指导性强,互动性强,图像质量高;对双方的时间要求有约束性,缺乏灵活,在实际的应用情况比较难实现,因为专家医生日常工作时间紧张,会诊会占有太多的时间,时间成本提高,业内专家也有同样的顾虑[6]。 所谓离线模式,是指不需要处理端医生在线的等待,处理端系统自动接受申请端发送过来的病人二维超声图像或者三维容积数据,当图像或者数据传输完毕,处理端医生即可灵活安排时间完成会诊意见。此模式的特点是: (1) 会诊时间灵活,对双方的时间约束弱,可实施性强; (2) 离线发送过来的病人图像,专家可以进行更加详细的分析和处理,准确率高; (3) 可以归纳收藏病人的图像数据,进行后期统计分析,建立病例库。 超声远程设备按照会诊需要的医生人数,也可以分为两大类,一类是需要至少两位医生共同来完成,另一类是借助机器人代替申请端医生,只需要处理端一位医生操作完成。第一类设备和常规会诊设备一样,两端设备可以视为两台计算机工作站,两端的医生分别完成各自的任务分工,申请端提出会诊申请,填写病人基本的情况和初步诊断。处理端医生根据收到的病人数据做出会诊建议,并反馈给申请端医生。第二类设备称为远程机器人辅助超声检查系统(简称机器人超声),它是借助于并行机器人技术[7],在申请端搭建多个机器人装置,覆盖病人待检查部位,机器人模拟医生手持常规超声探头,对病人进行超声扫查,控制机器人的是处理端的专家。此类设备的特点为可以大幅度的发挥专家的技术,保证超声数据采集的有效性。其所涉及的主要技术问题有三个: (1) 处理端专家操作远端机器人所做动作的准确性。机器人需要施加合理的力度使探头在病人的皮肤上扫查,根据不同的检查部位,机器人需要调整探头的位置,倾斜的角度,锁定部位处进行旋转和微小移动。 (2) 机器人动作的延迟。理想的系统坏境是处理端专家触发控制信号,机器人同步完成动作,超声设备实时反馈图像给专家。但是,实际的情况是机器人机械控制和电路控制环节存在一定的时间延迟。 (3) 超声图像传输的速度和质量。 比较两类设备,机器人超声的最大优点是真正的将专家的“眼睛”延伸,考虑超声检查对手法的依赖性强,这种远程超声技术更能达到预期的诊断效果。在机器人技术的带动之下,持探头机器人的机械控制涉及的机械难点会得到解决,系统的精确性会得到较大的提高。至于图像传输质量,文献[7]对图像传输中使用的图像压缩技术进行了分析对比。采取的方法是:考虑人眼视觉的灵敏度,在粗略扫查,寻找感兴趣区域的过程中,使用有损压缩或高压缩比率的压缩技术,以提高传输的速率,而在找到感兴趣区域后进行仔细鉴别检查时,则采用无损压缩的压缩技术,以保证图像的质量。超声图像的失真主要是两个方面,一是图像对比度的下降,一是图像噪声的干扰。对比度的调整将由专家来调整,因为系统自动的调整将影响专家的诊断。噪声多数是由于人体组织的不同密度而产生后场散射声场造成的,采用合适的滤波器参数可以达到降低噪声而不影响诊断的作用。基于以上分析,机器人超声将凭借其技术的优势得到快速的发展。 3 超声远程的应用优势及效果 超声远程的应用优势包括减少病人不必要的转院治疗、节约病人的就医时间和成本以及在医学教学中的作用[8?10]。文献[11]介绍在急诊情况中应用超声远程缩短病人从入院到手术的时间大约3 h,既为救治急诊病人节约了高贵的“黄金”时间,又提升了急诊中救护车医护人员与医院手术室人员的交流效率, 所以文献中作者建议应将超声远程推广应用在高风险的孕妇和复杂性分娩等情况。 文献[7]将机器人超声应用在32例病例检查上,采用了两种不同的网络连接方式,分别为ISDN综合业务数字网连接(Integrated Services Digital Network)和具备动态带宽384 Kb/s的卫星连接。设计病人完成常规的腹部扫查,包括肝脏、胰腺、门静脉、主动脉、膀胱、子宫或前列腺,脾脏等组织的扫查,并对通用的诊断数据(包括组织的大小,轮廓等)进行了记录。用远程超声会诊的方式与传统超声检查方式进行了对比,结论是:机器人超声检查出58例病变的38例,达到66%的检出率。对漏诊的病变分析如下: (1) 根据病灶大小分为三类:7例是病灶小于 cm,包括胆固醇沉着症,肾结石,胆囊息肉;8例是病灶在1 cm左右,包括血管平肌瘤,肾结石,肝脏血管瘤;4例病灶在~ cm之间,包括囊肿,固态肾包块,肝脏多个低回声病灶。 (2)根据导致漏诊的原因分为:8例是由于图像分辨率低,3例是由于扫描参数设置的不佳,7例是由于不充分的图像数据传输,1例是由于病人的扫查条件不好。 (3)其中12位病人有症状呈现,比如黄疸,发热等,远程超声可以诊断出其中的10位,达到83%检出率。 (4)另外,超声检查常见的扫描局限性,比如病人过胖,过瘦或者年龄大也是漏诊的固有原因。 4 国内超声远程的案例 近五年国内超声远程网络得到迅速的发展,这主要得益于国家医疗改革的取向。2012年3月,国务院印发《“十二五”期间深化医药卫生体制改革规划暨实施方案》,明确指出:要让信息技术成为提升医疗机构管理效率和服务水平的重要手段。国内一些已经在远程医疗设备有一定技术积累的厂家也针对远程超声开展了研发和市场推广工作。 开展超声远程的医院和机构也在逐年增加。典型的有以北京安贞医院牵头成立的胎儿超声心动图远程会诊中心[4],凭借在胎儿心脏的权威性,会诊中心帮助基层医院在胎儿先天性心血管结构畸形和心脏异常等方面展开会诊工作。大连市中心医院,天津市第一中心医院等也都有各自的超声远程网络系统[12?13]。值得提出的是由上海长宁区卫生部门主导发起的“上海市长宁区超声远程诊断网络项目”[14]。该项目以上海市第六人民医院为依托成立了超声远程诊断中心,并与长宁区的10家社区卫生中心实现网络联接,使市民在家门口就能享受到高水准的远程诊断服务,同时也节约了就诊时间和费用,促进了医疗资源的合理分配利用,是超声远程的典型应用。 此外,2013年在国家发改委的指导下,甘肃省卫生厅、甘肃省人民医院和通用电气医疗集团共同建立了基础医疗范畴内的超声远程省内医疗试点项目[15],采用“1+3+3”的拓扑模式,即“1”是指一家三级医院,也就是甘肃省人民医院,第一个“3”是指3家县级医院,包括定西市第二人民医院、临洮县人民医院和岷县人民医院,另一个“3”是指3家乡镇卫生所,包括香泉镇中心卫生院、新添镇中心卫生院和闾井镇中心卫生院。据媒体报道,从2013年3月10日远程系统全面启动截止2013年5月15日,3家县级医院共完成37例会诊病例,3家乡镇卫生所共完成68例会诊病例,超声远程会诊不仅帮助当地病人及时的诊断疾病,为基层医生提供了诊断思路,也为上级医院减轻了负担。这种基层医疗机构负责治愈简单的病症,上级医院就专攻疑难、危重病症的模式正是中国整个医疗架构的理想资源分配形式。 5 结 语 本文介绍了超声远程的应用特点、常见设备分类、应用效果和国内的远程案例。技术上,伴随着计算机及网络通信技术的不断发展,超声远程设备必定会在技术上取得进一步的突破,更快,更高质量的传输图像,也可能会加入可穿戴智能辅助设备;服务模式上,随着国家全方位立体化远程医疗体系的建设,超声远程会进入社区,为居民提供远程咨询医疗服务;市场推广上,国家的政策以及地方政府都在积极的推动远程医疗的覆盖面,探索这种模式下的收费标准,用以提高医疗单位主动服务的积极性,保证超声远程的经济效益和长足发展。可见,超声远程在未来的几年一定会有较快的发展,也希望有更多的人关注超声远程的发展。 参考文献 [1] 王志中,李凌,蔡立羽,等.国内远程医疗的现状及展望[J].计算机工程,1999,25(5):3?5. [2] 李军怀,周明全,耿国华.远程医疗的国内外现状及展望[J]. 国外医学生物医学工程分册,2002,25(5):193?196. [3] 杨勇,彭承琳.国外远程医疗发展近况[J].医疗卫生设备,2005,26(1):19?21. [4] 何怡华.胎儿超声心动图[M].北京:人民卫生出版社,2013. [5] 车轩.关怀就在身边:当基层医疗牵手超声远程医疗系统[J].中国医疗设备,2012,27(11):173?174. [6] 郭勇,何怡华.胎儿心脏超声远程会诊的经验及展望[EB/OL]. [7] DELGORGE Cecile, COURREGES Fabien, BASSIT Lama Al. A tele?operated mobile ultrasound scanner using a light?weight robot [J]. IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine, 2005, 9(1): 51?58. [8] EICHBAUM Quentin. Telemedicine and ultrasound in obstetrics and gynecology [J]. Donald School Journal of Ultrasound in Obstetrics and Gynecology, 2009, 3(4): 11?15. [9] DOWIE R, MISTRY H, YOUNG T. Cost implications of introducing a telecardiology service to support fetal ultrasound screening [J]. Telemed Telecare, 2008, 14(8): 421?426. [10] ANDERSON G, NELSON?BECKER C, HANNIGAN E. A patient?centered health care delivery system by a university obstetrics and gynecology department [J]. Obstet Gynecol, 2005, 105(1): 205?210. [11] SU M, MA H, KO C, et al. Application of tele?ultrasound in emergency medical services [J]. Telemed JE Health, 2008, 14(8): 816?824. [12] 佚名.市中心医院省内首先实施超声远程会诊[EB/OL]. [13] 佚名.超声科远程会诊中心落成[EB/OL]. [2013?07?09]. [14] 佚名.GE医疗助力上海长宁区超声远程诊断网络建设[EB/OL]. GDM00253B0H. [15] 佚名.GE远程医疗的甘肃样本[EB/OL]. [2013?10?15]. 看了“关于超声医学的论文范文”的人还看: 1. 超声医学论文范文 2. 超声医学论文范文精选 3. 浅谈超声医学研究论文范文 4. 关于超声医学论文精选 5. 超声科个人工作自我总结范文

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熊猫小胖

近年来机器人辅助外科手术的出现,引起了医学界乃至全世界的关注。什么是手术机器人呢?手术机器人不是机器人在做手术,而是手术机器人系统由经验丰富的外科医生操控机械手臂,来达到手术的目的。医生在机器人手术系统控制台上操作机械臂,被系统精确无误的实时传递,同时在患者体内微小的器械进行手术。医生采用手术机器人辅助手术,可以使手术更加精准、创伤更小、患者恢复更快。

远程手术机器人主要应用于远程手术,比如达芬奇机器人(da Vinci)。远程机器人手术系统主要由控制台和操作臂两部分组成。控制台是机器人手术系统的核心,由计算机系统、手术操作监视器。机器人控制监视器、操作手柄和输入输出设备等组成。术者坐在控制台前,通过机器人的控制监视设定器械动作幅度,张开角度的大小、器械闭合后锁定与否等,利用操作手柄进行操作。手术前需对操作臂活动范围进行设定。术者的手术操作转化为电信号,传导给机器人的操作臂,从而实现远程手术。

2001年7月《自然》 杂志报道了世界首例从美国纽约到法国Strasbourg的跨大西洋腹腔镜胆囊切除术也获得了成功,这是远程手术的一个里程碑,标志着外科手术跨时代的飞跃。现今远程手术机器人手术已应用于心脏外科、普通外科、泌尿外科、妇产科和骨科,具有普通腔镜或开放手术无法替代的优点:1、可进行精细操作,计算机系统可将术者在操作台上易于完成的大幅度动作通过缩小传输到机器人双臂手柄上,并可将术者的动作进行高频波过滤,消除器械的抖动和震颤,使操作更平稳准确。2、术者可坐在舒适的椅子上从容进行手术操作,不易疲劳3、手术通常由术者一人就可以完成。有时需1位洗手护士或助手医师,帮助安装、更换手术器械,协助止血,术后卸载器械装置等。

美国食品和药物监管局将远程手术机器人定为二类器械(那些被滥用或错用会造成亚种伤害的器械)来监管,因为它的控制信号都是依靠来自电脑的电磁脉冲。此外,远程手术的机器人操作手术时,术者使用的是机器人手柄或特制的器械,需要一段时间学习和训练,才能获得一种间接的触觉的反馈,否则压力过大会造成局部组织的损伤。在其他安全问题上,如黑客网络攻击造成互联网传输的中断、远程传输速度慢造成图像滞后,也会影响手术的精确性等等。由此可见,紧急应付措施及机器人操作的精确性和敏感性应该纳入术前考虑的问题。

对于特别脆弱的组织,医生在第一次远程 "触摸 "时可能已经施加了过大的压力。而正是考虑到这个问题,美国德克萨斯农工大学的一个团队创造了这个实验性的新系统。在其目前的形式下,它结合了光学距离传感器,应用于机器人抓取器的手指内侧,由人类操作者远程控制。当该设备闭上手指抓取物体时,传感器会测量自己和该物体之间的距离递减。这些数据会被传送到操作者佩戴的控制手套上,控制手套会向他们的指尖发出温和的电脉冲。这些脉冲的频率会随着操作者的手指越来越接近物体而增加。因此,操作者可以在实际接触物品之前,精细地调节他们即将施加到物品上的压力大小。

远程手术机器人的关键设备之一是互联网系统。互联网网速会影响图像的传输速度,进而影响手术的精确性。研究表明,600毫秒以内的滞后,在现实中对手术的影响是微乎其微。现在5G网络已经逐渐在普及,图像传输的滞后必将得到解决。

相比之下,互联网的稳定性则是关键的问题,如何保证互联网故障不会发生、服务器遭受黑客恶意攻击,是目前尚待解决的问题。加密在机器人和人类操作员之间流动的数据包将有助于防止某些类型的网络攻击。但是,对于使用无关数据阻碍系统的拒绝服务攻击,它无效。对于视频,加密还存在导致精细操作中不可接受的延迟的风险。为此,华盛顿大学(UW)电气工程团队开发“操作员签名”的概念,该概念利用特定外科医生或其他遥控操作员与机器人交互的方式来创建独特的生物识别签名。通过跟踪特定操作员应用于控制台仪器的力和扭矩以及他或她与机器人工具的相互作用,研究人员开发了一种新方法来验证该人的身份并验证操作员是他或她声称的人。

相信在不久的将来,随着机器人手术器械和手术技术的不断成熟和完善,信息网络技术的飞速发展,远程手术机器人必将越来越完善,能够帮助外科医生减少手术过程中的意外伤害,不断造福于人类。

“我们要消除众生的困苦和匮乏,带给他们愉悦和美丽。”——医疗机器人工程师

远程机器人系统已经允许外科医生在一个地方控制另一个地方的机器人手术工具,因此他们可以在远处进行手术。然而,一种新的近距离感应系统可以使这种手术比以往更安全、更精确。

在典型的远程机器人手术设置中,外科医生在视频屏幕上查看切口,移动手指在远程手术室中相应地移动机器人操纵器 "手指 "或其他器械。这种技术不仅可以让外科医生在一个城市给另一个城市的病人做手术,而且还可以在外科医生自己的位置上给病人做手术,帮助他们在做精细手术时,抚平手部的颤动。因此,这些系统通常都包含了触觉反馈功能,操作者可以通过指尖上的振动来感受到他们对病人身体组织施加的力的大小。

也就是说,对于特别脆弱的组织,医生在第一次远程 "触摸 "时可能已经施加了过大的压力。而正是考虑到这个问题,美国德克萨斯农工大学的一个团队创造了这个实验性的新系统。在其目前的形式下,它结合了光学距离传感器,应用于机器人抓取器的手指内侧,由人类操作者远程控制。当该设备闭上手指抓取物体时,传感器会测量自己和该物体之间的距离递减。

这些数据会被传送到操作者佩戴的控制手套上,控制手套会向他们的指尖发出温和的电脉冲。这些脉冲的频率会随着操作者的手指越来越接近物体而增加。因此,操作者可以在实际接触物品之前,精细地调节他们即将施加到物品上的压力大小。

在实验室测试中,11名志愿者使用该系统远程完成了一个物体抓取任务。每个人只在抓取器的视频引导下完成了两次,另外两次是在视频和触觉反馈的引导下完成的。当反馈被利用后,他们能够减少约70%的初始接触力。最终,研究人员希望这项技术能够在远程机器人手术中最大限度地降低患者的风险,并且以不分散注意力的方式进行。

“我们的目标是想出一种能够在不增加这项任务所需的主动思考负担的情况下,提高近距离估计的准确性的解决方案。”首席科学家Hangue Park说。“当我们的技术准备好在手术环境中使用后,医生将能够直观地知道他们的机器人手指离底层结构有多远,这意味着他们可以保持积极的专注于优化患者的手术结果。”

一篇关于这项研究的论文最近发表在《科学报告》杂志上。

从新型冠状病毒肺炎疫情开始到现在,中国是世界上疫情控制做得最好的国家。不过,关联境外输入的零星小规模偶发疫情持续不断,一旦疫情出现必然导致隔离发生,医院作为战疫主战场,影响许多需要医疗救助的病人。幸运的是,5G技术推动的远程医疗快速发展,尤其VR/AR技术立体呈现病人器官、组织病变形态,允许医生远程清晰诊断病人的病灶;手势识别精准定位医生的动作与病人身体的位置,远程控制医疗设备为病人诊疗、手术,为远程病人带来曙光。

一、远程医疗“VR/AR+手势识别”方案落地性强

自从5G诞生,云计算速度延迟的基础设施障碍没了,我们落地远程医疗就要考虑三方面因素:一是精度,医疗的精度必须高到离谱,有初 科技 手势控制精度能达到级别;二是立体,医生也是人,有正常的交互习惯,建立VR/AR病人器官、组织模型,最大化接近人体并看得更清楚;三是成本,类似一针药100多万的产品没有普及价值,这是一个软件算法配合硬件的方案,软件算法效率提升可以降低硬件成本,进而降低整体成本,实现“普通摄像头+深度学习”方案,大数据进一步训练,精准度越来越高。

首先来讲,基于计算机视觉的手势识别的技术方案优势明显,从医生动作信息输入到VR/AR模型做出反馈,这是一个动态过程,降低了硬件的束缚,为实时手术提供了可行性,而且,手势识别降低了硬件的依赖,让医生的手避免被其他物体遮挡,顺应医生视觉习惯,而且识别精度比医生手术刀微弱抖动还小,技术的落地基础有了。

其次,人体是一个三维立体结构,而手势识别也是三维立体识别,VR/AR模型呈现也是三维立体。这过程类似增强CT、MR或造影支持,从机器视觉获取人体三维模型信息到VR/AR模型立体呈现,呈现在医生眼前的就是一个立体的病人器官、组织,并清晰展示病灶情况,此时,医生远程诊断病人情况,需要手术的情况下,也可以借助远程专用VR/AR模型为基础的手术平台,实现两地病人与医生的链接,完成远程手术,为来不及远程运送的急重症病人提供新的希望。

最后,任何 科技 的产生都是为了造福大众,成本的高企无法适应市场需求,进行最优方案降低成本也是必须考虑的因素。目前来讲,基于机器视觉的手势识别方案分为两种“一种是用深度摄像头,一种是用一个或者多个普通摄像头实现。 而其中深度摄像头的方案又分为两种,TOF(Time of Flight,光飞时间)和结构光。”而不同方案的差别就像人的一只眼睛、两只眼睛看到景深层次不同,但是一只眼睛借助已有信息、关键提示等其他辅助软条件也可以达到预定效果,而普通摄像头信息延迟低于TOF数倍、拍摄角度大于TOF很多,虽然提高算法要求,但是降低综合成本,更及时、全面获取信息,也更适应医疗场景需求。

二、远程医疗VR/AR硬件低成本、高精度手势识别技术可行

在手势识别应用于VR/AR硬件方面,有初 科技 有落地项目进行实际验证,并把成本分成不同方案进行呈现,当然,包括最低成本的实现方案。

对于医疗来讲,高精度就是病人的生命,有初 科技 实现识别精度,为远程精准医疗提供技术可行性。实现手势识别依赖“摄像头+算法”的合理方案,得益于机器视觉和深度学习技术的发展,我们利用普通摄像头实现高精度的手势识别,对于应用的落地是一大利好。

而且,手势识别的高精度摆脱穿戴设备也是一大突破,一个穿戴设备套在手上,增加一层交互传感的误差,这个误差远远大于手术刀的误差,这一点无手套、无标记的手势识别也是有初 科技 的优势。

对于医疗来讲,延迟和视角是高精度的间接影响因素,却直接影响着医生对病人的治疗。利用现有SLAM摄像头实现手势识别,大部分用于SLAM的摄像头均为鱼眼或者广角灰度摄像头,在实现的精度上,用同样的计算资源或者用同样复杂度模型的话,基于深度的或者灰度的摄像头能够做到精度最高,RGB的精度反而相对会弱一些,因此,直接在SLAM的相机上实现手势识别的精度也能够达到比较满意的效果。

在成本、延迟、广角都占据优势的条件下,SLAM相机进一步加速“普通摄像头+深度学习”方案落地,也可能是未来的主流方案,等待临床数据去训练和验证。

三、远程医疗“最自然交互”手势识别成为VR/AR选择

最好的交互就是没有交互,当下的交互方式都是人适应机器,这样就容易导致用户的操作失误,医生的操作失误就会导致病人的生命危险,所以,交互方式适应人才是最佳方案。

人类诞生语言前,手势识最原始、最自然的交流方式,成为人的一种习惯、潜意识,出错率大大降低,而手势识别就是基于最自然的交互,适应医生的习惯,让医生全身心投入治疗,而不是分心于交互习惯。

而无论具有高度三维立体沉浸感的VR/AR,还是交互自然而生的手势控制,模仿人体日常生活中的行为方式,如挥手、握手、击掌、猜拳、抓取……动态追踪手势进行实时识别,保障动作识别的及时性、准确性。

为了提高真实手术场景的触感,基于VR/AR定制手术刀、镊子等设备,实现手势的触觉反馈体验,进一步感知手部复杂自由度的姿态和意图,未来手势识别成为VR/AR设备主流交互方式指日可待。

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