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AR+超声技术将为基层医疗带来什么?

2021-07-29 10:53
动脉网
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在医学影像领域,超声这条赛道一直相对低调。但事实上,超声在我国是一个年检查量20亿人次的大通量市场。在市场需求与政策红利的助推下,该市场还将快速增长。

据中国医学装备协会统计,截至2019年,我国超声保有量约为22万台,约占医学影像设备总保有量的74.44%,远超DR、CT、内镜等,其保有量可谓最大。

超声的高保有量及高价值市场,得益于其普惠性。

一方面,超声算得上是执业医生能够获得的最快、最安全且较便宜的医学诊断工具之一。从宏观层面上讲,超声拥有广泛的基层医疗市场作为应用场景。伴随分级诊疗政策落地,超声更是被赋予了非同一般的意义。

另一方面,技术的发展与迭代,促使超声设备应用范围逐渐拓宽。软、硬件的接连突破,更是使超声在辅助临床诊疗上不断向前迈进,在此情形下医生诊断精准率得以提升,其学习曲线亦得到降低。

从技术特点来看,超声设备似乎与基层医疗机构有着天然的链接。面对基层医疗机构医疗资源短缺、医疗能力不足、超声操作培训过程长等痛点,深至科技尝试以“技术赋能”的方式予以解决。

此次,上海深至信息科技有限公司(以下简称“深至科技”)携手威朋(苏州)医疗器械有限公司(以下简称“威朋”)创新医疗器械平台孵化“超声赋能”项目,将AR技术应用于超声诊断,通过为传统超声扫查流程提供交互式可视化引导,提升扫查效率,缩短学习曲线,进一步普及精准医疗

AR+超声,赋能基层的又一次探索

在一年前的一次访谈中,深至科技CEO朱瑞星曾向动脉网分享公司在技术开发上持续突破的意义,他谈道:“我们通过持续对智能软硬件的深耕,使超声设备应用成本不断得到降低,进一步助推整个基层医疗服务运行效率优化。”

一年后的今天,深至科技联手威朋医疗推出“基于增强现实的超声扫查引导平台”ARGUS(Augmented Reality Guided Ultrasound)系统,在技术上做出革新,将AR技术应用于超声领域。

尽管在深至科技对于“技术赋能”的探索上愈显多样,但解读其内在逻辑便能发现其发心从未改变——通过持续对智能软硬件的深耕,降低设备应用成本及使用门槛,从而赋能基层,进一步普及精准医疗。

此次深至科技与威朋医疗所成立的ARGUS联合研发项目,亦是基于此底层逻辑所建构。技术本上看上去复杂,但只要摸清了其内核便不难理解。

AR技术是一种将多模态信息叠加在操作者的现实场景之上,并使之得到增强的交互技术。这项技术不仅可以实时的向操作者呈现可视化的信息,而且能够帮助操作者高效处理复杂工作。

尽管AR技术在人们的日常认知中显得相对较“冷”,真正“出圈”的产品也仅Google glass设备、《Pokemon go》。但事实上在工业、医疗及生产等细分领域中,AR技术已走过较长的路。早在1990年,波音公司就已经开始进行以AR技术指导电缆铺设连线作业的相关探究。如今保时捷在发动机安装指导过程中,也运用AR技术提高其生产效率。

回到医疗领域,AR技术能够为之带来什么?

首先,在传统医疗图像数据的应用中,数据在采集完成后医生一般只能通过观看屏幕显示出来的相关图像做相应诊断,不能与病人产生实时联系,实现医疗图像与真实世界联动。

依靠AR技术,便可打破这一“僵局”,使医疗图像数据与现实世界场景产生链接。目前已有的医疗AR产品便能实现在智能眼镜或移动设备中显示脏器的三维融合图像,使医生可以在术前和术中观察到标记好的病灶,为手术规划带来帮助。同时,医生还可以通过手势隐藏外层组织,观察脏器内层结构,甚至在图像上直接划定手术路径;

其次,人眼对于距离、尺寸、亮度、声音频率等物理性质的判断是定性的,难以精准地对距离、尺寸等给予判断。AR设备上搭载的各类传感器,在经过进行数据融合和处理算法后,便可以给出人类所无法感知的高精度丰富信息。

最后,AR技术还能够显著提升远程医疗与培训的质量,帮助扩大医疗技术的应用范围与适用人群。例如AR设备便可以在医生进行会诊或者与病人进行交流时提供虚拟三维影像,以提高交流效率及诊断准确性。

面对目前医疗领域可能需要外派专业医生或集中基层医生进行针对性培训课程等情况,该技术的推进无疑为之提供了相应解决方案。有效降低了医疗机构的培训成本,为医院带来经济效益的实际提升。Butterfly等基于AR远程辅助超声扫查的成功应用,便是对此的一项例证。

总的来说,AR技术能够基于具体场景及时、准确地给出相关信息及相应解决方案,使该技术在外科手术、辅助三维重建、腹腔镜检查、辅助解剖教学、辅助医学成像等诸多领域得到应用,为缺乏超声设备扫查使用和判读经验的基层医生提供帮助。使超声类扫查、介入更准确、更迅速、更标准,在提升超声检测准确率的同时,赋予基层医疗更多可能性,并进一步推动精准医疗。

目前,深至科技联合威朋医疗研发的基于增强现实的超声扫查引导平台(ARGUS系统)便是因此而生。

以甲状腺的医学超声扫查为例,ARGUS系统基于人体解剖结构,能够针对甲状腺超声扫查中的扫查定位和超声图像采集问题,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。

配合超声图像采集和识别算法,该产品能够帮助超声医师实现高效和准确扫查,具有直观性、多模态、便捷性、普适性。

对应来讲,即使用该产品只需直接将扫查目标位置及导引呈现给操作者,而不必依靠经验在体表搜索目标;三维位置信息及超声图像,可同步显示在AR截面中,帮助医师进行判断;可直接在手机等移动端运行;同样的框架结构也可用于腹部超声、盆腔超声等其他位置和器官的扫查导引。

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经深至科技内部医生测试,该产品准确性已达毫米级,画质一般可达1080p。据该产品早期试用用户和医生的反馈,ARGUS满足了超声扫查引导在实时性、直观性以及准确性的临床需求。未来,深至科技还将联合威朋为该系统增加更多功能,持续推动基层医疗发展。

商业落地已箭在弦上

任何一项新技术进入市场,在推广上难免会面临难题,但把准了需求便能为技术落地创造可能。深至科技多年来对于超声市场的观察,以及企业在基层医生接触、产业化和运营维护上丰富的经验,赋予了公司对市场需求的敏感性。

针对现有医疗数据,尤其是图像数据与现实世界的交互性不足;人体自身感官能力有限,量化评判较差;医疗资源不足或分配不均,基层社区或偏远地区无法充分享受医疗技术进步红利等痛点,深至科技联手威朋医疗用AR这一创新技术予以解决。结合设备形态及服务场景,实现超声扫查的标准化,帮助基层医师快速掌握“标准超声切面采集、标准化留存图片”,满足患者多病种、多场景的检查诊断需求。

目前,深至科技在小型设备及基层诊断上已形成了成熟的产学研用基础,可保障AR、人工智能及掌上超声的技术融合与交互体验。

在落地方面,深至科技亦有专业医师团队进行指导。面对可能存在的基层医生“不会用”的问题,公司还将提供远程协助基层医生掌握超声扫查手法。通过超声AR导航应用,进行手法培训、技能考核、扫查辅助等,帮助基层医师提升对常见疾病乃至复杂疾病的检查服务能力,真正让技术落地基层。

未来,超声AR导航技术还将结合5G及边缘计算技术,逐步向硬件设备、数字医疗、医疗机构等合作伙伴探索商业合作,进一步推动设备商业化进程。

或许,AR技术在医疗领域的应用就目前来看的确有些“高大上”,深至科技此次“出征”AR+超声领域亦为国内首个,但其探索并非无迹可寻。美国掌上超声设备厂商Butterfly便实现了AR技术与超声的结合获批上市,发展成为行业独角兽。

面对技术变革,有这样一个假设,即企业在面对永无止境的科技变革时,就像在泥流上求生存,必须永远保持在泥流上移动。尽管在新技术的探索上存在难点,但我们可以看到,在技术变革面前,深至科技从未停止探索。

关于威朋医疗

威朋(苏州)医疗器械有限公司成立于2017年,致力于开发先进医疗感知技术,用于疾病诊断与治疗。并将先进的激光显微、光声成像、光学导航技术在中国产业落地和市场化。

目前,威朋医疗拥有自主知识产权30余项。主要的产品方向包括基于拉曼显微成像的超快速药敏检测、手术AR导航、3D超声成像、肿瘤术中切缘检测、光声血管内窥镜等。威朋医疗为苏州市高新技术企业,已取得ISO13485医疗器械质量体系认证,公司产品穿刺引导系统获得美国FDA认证。

作者:张彩妮

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