AR如何让手术更加安全？

可爱又迷人的反派角色

过去数十年间，医学上的许多重大技术突破都发生在诊断性影像学上，比如超声波、乳腺X线摄影、CT、MRI等。而这些技术的实现，离不开普遍意义上的技术发展，包括更加小型的摄影机、更加小巧但快速的处理器、以及实时数据传输等，这些让医生们能够在行医过程中更好的通过图像来诊断和治疗。几乎所有的手术在真正侵入病人的身体之前，都涉及到某种形式的扫描。就算是在急诊，外科医生也会通过超声波或者CT来帮助诊断。目前，医学影像能够做到即时诊断，无论是大型还是小型的疾病。

然而，在医学成像迅速变革的同时，图像呈现的形式却基本和上世纪50年代没有区别。视觉数据依然通过2D的平面显示屏来呈现，迫使医生或者护士在操作的过程中必须将病人身上的视线挪开。同时，这些图像也不是从观看者的角度来展示的，更多的是从设备本身：医生们必须用想象力和技巧来理解这些图像，同时还要在手术过程中将这些图像投射在病人的身上。最后，不同类型的视觉数据是分开呈现的，因此医生也必须要用额外的精力来更好的将多种图像融合在一起。这种技巧需要他们多年的练习。

AR技术拥有改变这一切的潜力。在马里兰融合现实中心的“Augmentarium”项目中，我们正在研发医学AR应用，就和斯坦福、杜克大学和约翰·霍普金斯大学的团队一样。在我们设想的这个应用中，外科手术医生将会使用一台AR头显（比如HoloLens），来看到虚拟的图像和其他的数据直接覆盖在自己的视野范围中。比如，头显能够将一个身患动脉瘤病人的实时超声波心电图展示在医生的眼前，同时有着所有的关键信息和数据。此时，医生不再需要挪开视线望向不同的屏幕以及解读信息。

AR在同时展示图片数据以及其他病人信息上的潜力，能够拯救生命和减少医疗事故。这对手术室之外的医疗流程尤其有帮助。手术室或许是医院中最安全的地方，一个病人通常会有一整只4－8人的医生和护士团队照料。由于病人都会在手术前进行详尽的影像诊断，所以手术的流程通常会被妥善的安排好。麻醉师会监控病人的生理机能，同时管理止疼药和可拯救生命药物。手术护士确保所有的设备都能够被第一时间使用。此时，医生就能够完整沉浸在手术任务中。然而，手术室中的时间是极其珍贵的，同时手术室也通常会提前被安排好择期的病例。对于所有的医院来说，择期手术都是重要的收入来源，因此保证手术室满负荷使用和运转的压力非常大。小型的、紧急的手术很难获得空档。结果就是，很多这类型的手术不得不在手术室之外进行，比如在ICU和急诊室。正是在这些情况下，病人遭受的风险最大，同时AR也用着用武之地。

和手术室中不同的是，这类型手术获得的支持非常少。通常情况下只会有1个医生和1个护士负责整个操作，而病人的生理情况经常很不稳定。如果手术发生在半夜，很可能负责手术的是初级的实习生，而且要同时扮演麻醉师和手术医生的角色。同时，手术房间并不是专门设计的，尤其是牵涉到医学影像的设备。一系列的检测仪器让整个局面更加复杂。医生在追踪不同的图像和数据显示屏的过程中，非常容易错过和病人体征相关的关键信息。而一个单一的、集成了多种影像和病人数据的AR显示屏有助于让医生专注于病人本身，从而提升手术相关的质量和安全程度，以及减少成本。

除了更加安全的手术过程之外，AR也能够减少对大量实体显示屏的需求从而减少成本。目前，超声波、内窥镜和支气管镜都需要医院购买一整套的设备，这些系统各自拥有不同的显示屏。这些设备的花费能够达到数万美元。实际上，这些不同的影像系统的显示方式并没有根本的不同，但是现有的商业模式就是只出售整个系统，同时这些显示屏之间互不兼容。电子医学档案有自己的显示屏；血液动力监测仪和通风设备有各自的显示屏，这些数据还互不融合。AR能够提供一个共享的屏幕，最终能够减少针对病人不同数据的专门的监测器，而是让不同的生理数据能够进行实时的融合。

当然，AR技术仍然需要进步来实现以上的构想，同时医生也要足够相信这一理念。硬件需要能够让医生舒适且安全的佩戴。对于一些应用来说，图像必须要足够通透，但另一些则需要更加实心。如果一些图像要用于指导手术的话，就必须精确到极致。技术上的挑战很多，但不是说无法克服。

想要实现AR在医学中的应用，还需要优秀的计算机科学家和物理学家。我们对于未来感到很兴奋：AR在医疗健康领域的应用，终有一天会像听诊器一样普遍。