Tech G上海國際消費電子技術展由上海市人民政府批準，在上海市商委、經(jīng)信委、科委科協(xié)的指導下，由上海市國際貿易促進委員會主辦，上海市國展展覽中心有限公司承辦，旨在打造面向亞太及全球市場的科技行業(yè)盛會，集中展示5G、人工智能、虛擬現(xiàn)實和汽車技術等橫跨不同市場的革命性技術。Tech G 為品牌推廣和新產品全球首發(fā)提供理想的平臺和機會，著重實現(xiàn)企業(yè)品牌增值，幫助企業(yè)建立合作伙伴關系，助力科技技術的跨界應用，促進科技與實體經(jīng)濟的深度融合。

展會將于2022年10月27-29日在上海新國際博覽中心舉辦。

眾所周知，元宇宙和游戲產業(yè)在XR領域的地位舉足輕重，其產業(yè)規(guī)模也與日俱增。然而，根據(jù)高盛早在2016年的報告里就有顯示，XR技術有望在未來幾年改善包括醫(yī)療保健在內的部分市場。

六年后，這一預言果真變成了現(xiàn)實，XR技術在醫(yī)療領域的應用也已屢見不鮮。事實證明，它對醫(yī)生和患者都有著巨大的幫助：患者可以通過 XR 了解自己的病狀、醫(yī)生可以通過XR進行高精度且復雜的手術。在業(yè)內人士看來，XR正以超乎想象的方式改變著人們的生活。

毫不夸張地說，AR已在一定程度上展現(xiàn)了醫(yī)療技術的未來。

#01.

XR在醫(yī)療領域的潛力和優(yōu)勢

MarketsandMarkets分析了2017年到2025年醫(yī)療保健領域的AR/VR技術增長（預期）。公司數(shù)據(jù)預顯示， 在所研究的時間范圍內，合并年增長率將達到30.7％。

如上文所述，VR和AR在醫(yī)療保健領域有很大的潛力，但是人們會如何使用它呢？

就目前而言，XR一定會讓手術計劃的制定會變得更加容易——在過往，即使是最有經(jīng)驗的外科醫(yī)生，對患者進行手術時有時也會碰到意外狀況，而臨場反應則決定了手術的最終結果。在未來，虛擬技術的介入會大幅減少意外，并有效降低手術風險。

另外，研究人員還研究了使用VR在手術前對患者進行教育的方法。例如，一個人可以看到其大腦的數(shù)字化版本，以及外科醫(yī)生需要修復的問題以及如何實現(xiàn)。

與此同時，虛擬技術還能改善醫(yī)學院的培訓：約翰·霍普金斯大學（Johns Hopkins University）就曾著手打造了一個AR項目，該項目可以看到醫(yī)學生將其解剖學應用程序轉化為AR界面。增強現(xiàn)實工具在學生的體格上方顯示了身體的內部視圖，同時它還搭載了一個對真人手勢極為敏感的交互式操控程序。

XR在外科手術中的應用

計算機輔助AR（Computer-aided AR），也稱作計算機輔助制圖（Computer-aided Drawing），是一種制圖工具，允許用戶使用AR制作精確的數(shù)據(jù)模型。

目前，已有專業(yè)機構對計算機輔助AR技術在外科手術中應用的過去、現(xiàn)在和未來進行了綜述研究。從分類上看，在不同類型的手術中，AR 可以用作顯示器或模型。在相關的醫(yī)學培訓中，如超聲心動圖培訓、腹腔鏡手術培訓、神經(jīng)外科手術訓練等，AR技術也有應用，且有非常廣闊的前景。

總得來說，在各科室的醫(yī)生中，外科醫(yī)生通常是最早采用可以增強手術和患者體驗的技術工具的人。其應用的方面包括手術福利（Operative Benefits）、手術廣播和記錄（Broadcasting and Recording of Surgery）、解剖評估、遠程指導和醫(yī)學教育。

XR在眼科中的應用

目前，一種眼科AR環(huán)境已被開發(fā)出來。該環(huán)境系統(tǒng)用于更精確的眼科疾病激光治療，遠程醫(yī)療與實時圖像分析、測量與比較。

這種環(huán)境系統(tǒng)是圍繞著一種標準裂隙燈來進行設計的。一個與裂隙燈連接的攝像頭捕捉圖像，然后圖像被送到視頻采集板。接著，使用計算機工作站對圖像進行處理，并對其采用快速配準算法。計算機的處理結果最終輸出到一個亮度和對比度可調節(jié)的顯示器上，該顯示器則附在裂隙燈的目鏡上。

用XR設計顱內植入物

Scharver C等人進行了該方面的研究。他們表示，觸覺AR環(huán)境可以向使用者傳遞觸摸的感覺。具體來說，就是從患者CT獲得數(shù)據(jù)，創(chuàng)建虛擬3D顱骨模型，從而將模型疊加到現(xiàn)實中。醫(yī)療顱骨雕刻師可以通過這種技術更好的感受和觀察模型，這對于提高其工作質量和速度非常有幫助。

個人增強現(xiàn)實沉浸式系統(tǒng) （PARIS），一種新的原型顯示系統(tǒng)，也會與上述模型一起被使用。該系統(tǒng)的加入，可以使顱骨雕刻師有一種手拿3D工具的感覺。神經(jīng)外科醫(yī)生、古生物學家和放射科醫(yī)生等都對該系統(tǒng)表現(xiàn)出了極大地興趣，非常希望有機會進行試用。

目前，已有業(yè)內專家對此進行了研究 。他們提到，在與康復相關的任務中，該系統(tǒng)能通過跟蹤受試者的手（包括肘部、肩部和手腕的運動），創(chuàng)造一種虛擬的音頻和視覺體驗。實時的數(shù)據(jù)和照片同時會被發(fā)送給醫(yī)生，以便進一步評估。實驗室應用已證明該技術的可用性。

他們還表示，該系統(tǒng)可以根據(jù)需要將真實物體合并到任務中。它還可以控制外部物體，確保患者的安全和舒適。另外，該系統(tǒng)提供的另一個優(yōu)點是治療師可以根據(jù)患者的需要修改任務。對此，他們在中風康復鍛煉計劃中已進行了成功的應用。

用XR設計手及手臂康復系統(tǒng)

據(jù)權威機構顯示，目前已有頂級研究機構發(fā)表了該方面的論文：他們首先在腹部模型上對該AR系統(tǒng)進行了評估，隨后在手術室中的患者身上進行了評估。病人術前影像和醫(yī)生操作的針位被記錄在一個坐標系中。通過驗證算法對特征點進行提取和處理。

結果表明，在不到一分鐘的插入時間內，可以實現(xiàn)預定的2 mm精度的目標。該結果激發(fā)了眾人對該AR系統(tǒng)在患者的完整呼吸周期中提供準確的指導和信息的信心，AR系統(tǒng)在該領域將會大有所為。

#02.

XR醫(yī)療的發(fā)展趨勢

總得來說，近年來XR醫(yī)療的研究和應用在逐漸增加， 論文數(shù)量也呈上升趨勢。Martin Eckert等人通過Meta分析發(fā)現(xiàn)，在 338 篇論文中，84.3%（n=285）的論文為處理患者實際治療的AR項目，15.7%（n=53）涉及訓練場景。在確定屬于治療類別的 285 篇論文中，69.5%（n=198）的項目涉及手術室場景，9.1%（n=26）的項目設置在康復環(huán)境中。此外，21.4% （n=61） 為直接參與患者的治療。

此次新冠疫情，已經(jīng)造成一些企業(yè)、學校關閉，經(jīng)濟受損和大量死亡。面對危機，科學界和相關業(yè)界正在開發(fā)各種可以造福社會的技術方法，AR技術的應用就是其中一種。例如，通過AR 應用程序幫助個人與他人保持2m的距離，從而控制社交距離；通過AR應用的在線教育，來幫助醫(yī)學生以 3D 方式學習人體；通過AR遠程醫(yī)療，改善患者的就診方式和醫(yī)生的看病方式等等。這些方面，都有相關的案例證明有效性。

可以預見，AR技術將影響未來患者的治療。隨著軟硬件技術的優(yōu)化，AR將能夠更好地融入現(xiàn)有的工作流程，并為患者、醫(yī)生和相關行業(yè)人員提供幫助，創(chuàng)造機會。

#03.醫(yī)療保健領域的頂尖XR公司

正如本文所述，醫(yī)學增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實的承諾令人信服，目前的成果也足以改變很多人對醫(yī)療前景的看法，它能使更多人對即將到來的醫(yī)療手段感到期待。據(jù)新浪VR統(tǒng)計，全球已有近千家企業(yè)涉足XR醫(yī)療領域。而從規(guī)模與成績來看，以下十家公司的關注度已成為業(yè)內最高：

1.MindMaze

瑞士公司MindMaze成立于2012年，融資超1.085億美元。公司的使命是致力于提高人類在神經(jīng)疾病后的康復、學習和適應能力。公司在神經(jīng)科學、生物傳感、工程學、混合現(xiàn)實和人工智能的交叉領域進行了十多年的研究和探索，目前其產品MindMotion GO已獲得FDA認證和CE認證。

2020年9月，MindMaze和紐約的西奈山醫(yī)療機構宣布了一項在家可進行的遠程神經(jīng)康復治療研究，可以輔助中風患者通過臨床醫(yī)生的虛擬支持下繼續(xù)在家中康復訓練治療。公司研發(fā)部門MindMaze Labs目前正在探索醫(yī)療保健以外的其他領域，如將將突破性的神經(jīng)科學技術帶入日常生活，為下一代人機界面提供技術支持。

2.Touch Surgery

Touch Surgery公司成立于2012年，位于英國，融資金額已超過9110萬美元。公司研究產品旨在利用AI、數(shù)據(jù)和可視化的力量來挽救生命。Touch Surgery公司由兩位英國外科醫(yī)生創(chuàng)建，2020年被美敦力公司并購為子公司。公司團隊主要包括視覺藝術家，軟件、硬件和AI工程師，數(shù)據(jù)和醫(yī)學科學家以及外科醫(yī)生。

Touch Surgery研發(fā)的交互式外科手術模擬器為外科手術和醫(yī)療操作提供了切實可行的指南，可使醫(yī)生迅速掌握手術流程，檢測熟練程度并可進行手術模擬訓練。研發(fā)的軟件已擁有300萬全球用戶，公司產品Touch Surgery Professional是第一臺配備實時AI的手術錄像機，并為外科醫(yī)生的手術視頻提供安全的云存儲解決方案，目前正在推動為手術室提供實時動態(tài)AI新產品的研發(fā)。

3.Vicarious Surgical

美國公司Vicarious Surgical創(chuàng)建于2014年，融資金額達3000萬美元。公司致力于改善患者生活質量，增強外科醫(yī)生手術水平，并期望在全球提供高質量的醫(yī)療服務。公司聯(lián)合創(chuàng)始人亞當·薩克斯和薩米·哈利法在麻省理工學院念本科時，已開始開發(fā)VR技術，后來結合了腹腔鏡外科手術的想法，確定了公司發(fā)展方向為“手術機器人＋虛擬現(xiàn)實”的聯(lián)合應用和產品落地。

外科醫(yī)生通過VR技術遠程控制小型腹腔手術機器人的動作來對患者進行手術是創(chuàng)始人薩克斯的夢想，該公司的Vicarious Surgical Inc.手術系統(tǒng)在2019年獲得了美國FDA的“突破性設備”稱號。

4.Augmedics

Augmedics成立于2014，位于以色列，迄今已融資2510萬美元。該公司的頭戴式設備已獲得FDA許可，今年年初已開始在全美范圍內銷售其頭戴式設備，首先將其應用于脊柱外科領域。該公司研發(fā)的第一個外科手術增強現(xiàn)實操作系統(tǒng) “xvision”，可以使外科醫(yī)生通過皮膚和組織看到患者內部解剖結構，就像他們具有X射線視力一樣。

目前公司的研究數(shù)據(jù)顯示，外科醫(yī)生在身體中放置脊椎螺釘時使用VR頭戴設備時的準確率為98.9％。

5.Health Scholars

美國Health Scholars公司成立于2017年，目前已融資達到1700萬美元。該公司于2019年發(fā)布了兩個用于急救復蘇培訓的VR游戲，其產品的解決方案由臨床醫(yī)生設計，以確保VR醫(yī)學模擬產品可以符合醫(yī)療保健認證標準和專業(yè)協(xié)會準則。通過此產品學習，醫(yī)生能夠花更少的時間掌握醫(yī)療技術和提高資源利用度。

目前其VR醫(yī)學模擬產品專注于急救護理培訓，通過提供沉浸在超現(xiàn)實的可視化和交互系統(tǒng)中，幫助醫(yī)療學習者準確地掌握急救技能，使得醫(yī)學生和護士在進入醫(yī)院學習前，可掌握一般護理、圍手術期和產科操作、成人和兒童的緊急病情處理。

6.Limbix

Limbix是一家為年輕人提供心理健康治療的VR公司，總部位于加利福尼亞州，融資金額達到1450萬歐元。青少年的抑郁癥和自殺現(xiàn)象逐漸上升，但昂貴的治療費用和預約等待時間限制了及時的治療。該公司團隊是一個由臨床醫(yī)師、產品設計師、研究員和工程師等成員組成的多元化團隊，其產品Limbix Spark是目前最有可能被FDA批準的第一個用于青少年抑郁癥的臨床VR治療產品。

Spark基于認知行為療法的長期計劃，使患者專注于完成有價值和感興趣的活動，這些活動能夠激發(fā)患者的愉悅感，進而改善抑郁狀態(tài)。在未來的幾年中，Limbix將在Spark的研發(fā)基礎上開展更多的試驗，并努力使Limbix Spark被FDA批準為II類醫(yī)療設備。

7.Osso VR

Osso VR公司位于美國馬薩諸塞州波士頓，成立于2016年，融資達到1600萬美元。當前，住院醫(yī)師和外科醫(yī)師的培訓方式存在效率低問題，數(shù)據(jù)表明，有30％的外科畢業(yè)醫(yī)學生無法獨立操作手術。相比于科技的進步，我們的外科培訓系統(tǒng)在一個多世紀中沒有改變。

Osso VR的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官賈斯汀·巴拉德（Justin Barad），是一名生物工程學博士和骨科外科醫(yī)生，他創(chuàng)辦了VR醫(yī)療培訓公司并計劃利用他自身的技術背景來解決目前醫(yī)療培訓問題，公司使命是提高患者安全性并普及現(xiàn)代手術技術。

Osso VR使用VR技術提供訓練的平臺、內容和工具，彌補了外科手術培訓的空白。如今，Osso VR已經(jīng)與與許多世界頂級骨科醫(yī)院和設備公司合作。通過其研發(fā)的VR頭戴設備，可模擬手術中的1：1動作來訓練骨科醫(yī)生，并帶有觸覺反饋功能，目前已經(jīng)包括訓練打脛骨釘以及髖和膝關節(jié)置換模型的培訓。Osso VR被美國教育部評選為頂級教育模擬公司。

8.Oxford VR

英國公司Oxford VR 融資達1320萬歐元，該公司專注于臨床心理疾病的治療和干預。創(chuàng)始人Daniel是牛津大學臨床心理學教授，目前公司已根據(jù)成熟的治療方案開發(fā)除出了心理干預措施，使用沉浸式VR技術對患者進行治療。

Oxford VR開發(fā)的治療方式是全自動的，通過虛擬教練來使患者能夠更便捷、更經(jīng)濟地獲得高質量治療。如恐高癥是一個常見的臨床心理問題，預估影響人口的3-5％，研究證明，沉浸式VR療法只需治療兩個小時，就能成功地將患者的恐懼平均減少68％，這證明了VR治療的巨大潛力。

此外，公司已開發(fā)的提高社交參與度的VR產品是一項突破性的心理健康干預產品，它使用VR技術來幫助個人克服焦慮的社會回避情緒，包括恐懼癥、恐慌癥、社交焦慮癥、抑郁癥和精神分裂癥。

9.Psious

西班牙Psious公司融資約1500萬美元，專注于為心理狀況不佳患者提供VR治療方法，如害怕飛行、打針、各種動物、公開演講以及焦慮或恐懼心理。在VR設備和應用的幫助下，患者會在醫(yī)生的幫助下進入對他們來說非常恐懼的環(huán)境。

患者的任務是直面自己的恐懼并逐漸解開心結。目前該公司已經(jīng)開發(fā)出超過70個虛擬環(huán)境和數(shù)十種功能，可干預焦慮癥、特定恐懼癥、進食障礙、強迫癥以及成癮性疾病，可采用的方法包括運用放松技巧、正念治療和注意力訓練。

在患者訓練時，可以交互式地自定義數(shù)十個參數(shù)，以及達到實時監(jiān)控響應獲取患者狀況的信息，并可保存所有患者的療程數(shù)據(jù)以監(jiān)控他們的病情改善。

10.Surgical Theater

美國Surgical Theater公司已融資達960萬美元，創(chuàng)始人Moty Avisar和Alon Geri在創(chuàng)建Surgical Theater時，曾想象外科醫(yī)生能夠像飛行員一樣預覽他們的操作流程，就像戰(zhàn)斗機飛行員可以預執(zhí)行其任務一樣來預執(zhí)行手術計劃，并且可使用這些模擬器幫助患者參與其護理計劃。

目前已有幾十家醫(yī)療和學術機構的神經(jīng)外科醫(yī)師，可以利用Surgical Theater開發(fā)的Medical Virtual Reality平臺的沉浸式體驗進行患者教育并使患者參與虛擬手術環(huán)境，為患者提供360度體驗——走進他們自己的解剖結構；同時還為醫(yī)生提供了模擬手術計劃的機會。

目前使用的客戶已經(jīng)包括UCLA，紐約大學，大學醫(yī)院案例醫(yī)學中心，梅奧診所，西奈山醫(yī)療中心，以及斯坦福大學等。

#03.

我們的觀點

在筆者看來，VR/AR醫(yī)療毫無以為是一條以技術為驅動的賽道，硬實力才是決定最終成敗的核心因素。不管創(chuàng)業(yè)者的想法有多么創(chuàng)新，其方案必須在實踐中帶來顯著效果才行，而投資方所看重的也正是產品落地的可操作性。因此，在被稱為“VR元年”的2016年之后，該領域企業(yè)更多地把精力放在了研發(fā)和打磨技術產品上。

另外，VR/AR醫(yī)療作為純粹的數(shù)字技術，如果作為醫(yī)療器械類產品進行推廣和銷售，還需要雄厚的資金實力、漫長的產品注冊和臨床試驗。很顯然，這不是每個公司、每個投資者都能耗得起的。正因如此，已有眾多業(yè)內公司選擇了更易獲得成績（收益）的方向，比如切入到醫(yī)療教育、手術模擬方向等，因此也涌現(xiàn)了一批優(yōu)秀的VR醫(yī)療教育和VR手術模擬訓練公司。

目前，國內的VR醫(yī)療賽道雖不及國外融資規(guī)模大，但我們的技術實力卻不容小覷，如醫(yī)微訊、掌網(wǎng)科技、觸幻科技和梟龍科技等公司也迅速發(fā)展。不過，雖然這些廠商的多款產品已然落地，但依舊面臨著難以普及的難題。在我們看來，這跟相關設備成本高、市場認可度不足以及銷售渠道不夠廣等有關。

作為XR領媒體，我們期待更多VR技術的醫(yī)療產品能夠在資本推動下普及開來，能讓更多人在體驗到VR所帶來的便捷性和實用性同時，也能給自己的健康增加一枚頗具分量的砝碼。

審核編輯：符乾江