發(fā)布日期：2017-07-03
全息圖像顯示血管的情況
日前，武漢協(xié)和醫(yī)院骨科醫(yī)院成功為一位病人實(shí)施了世界上首例混合現(xiàn)實(shí)（MR）技術(shù)引導(dǎo)下的髖部骨折手術(shù)，實(shí)時(shí)共享的全息影像讓醫(yī)生做手術(shù)如看“透明人”。病人是15歲的少女，因摔傷致左髖部骨折，入院后診斷為左股骨頸骨折。如果處理不當(dāng)，極易發(fā)生骨折不愈合、股骨頭缺血性壞死等后遺癥。
為此，協(xié)和醫(yī)院骨科醫(yī)院葉哲偉主任醫(yī)師、吳星火副教授手術(shù)團(tuán)隊(duì)，決定采用了最新的混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)——清晰呈現(xiàn)少女股骨頸骨折部位的全息影像。
6月25日，手術(shù)前，患者戴上VR眼鏡，在醫(yī)生解說(shuō)下，360度全方位瀏覽自己骨折部位的3D數(shù)字“復(fù)制品”，對(duì)自己骨折的具體情況、手術(shù)方案有了直觀的了解。
26日，主刀醫(yī)生和助手醫(yī)生在手術(shù)中借助全息影像信息，將患者虛擬的3D數(shù)字模型與患者病灶重疊在一起，醫(yī)生從此擁有了全新的高維度“透視”手術(shù)區(qū)域的工具，做手術(shù)如看透明人。
葉哲偉解釋，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)給外科手術(shù)帶來(lái)了極大的便利，以前醫(yī)生無(wú)法在手術(shù)中一邊看人體組織的3D顯示，一邊將3D顯示與病人真實(shí)的解剖部位進(jìn)行對(duì)應(yīng)?；旌犀F(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在外科醫(yī)生不充分開(kāi)口的情況下掌握病人的內(nèi)部信息，并疊加顯示在虛擬的物理空間上，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的手術(shù)治療方案制定。
更加神奇的是，將全息影像模型移到病患體位或者疊加在病患病灶結(jié)構(gòu)上，虛實(shí)融合，保證了創(chuàng)傷最小基礎(chǔ)上的病灶結(jié)構(gòu)的最大化暴露，有透明組織器官的效果。手術(shù)的精確性和安全性均得以提升，提高了手術(shù)效率，有效縮短了手術(shù)時(shí)間。
吳星火介紹，此次武漢協(xié)和醫(yī)院骨科醫(yī)院在國(guó)內(nèi)率先將星圖全息影像系統(tǒng)用于骨科臨床，在世界范圍尚屬首例。
據(jù)了解，目前，一套MR設(shè)備價(jià)值200多萬(wàn)元。除了骨科手術(shù)外，MR技術(shù)還在甲乳外科、神經(jīng)外科、泌尿外科等領(lǐng)域有應(yīng)用，國(guó)內(nèi)已有數(shù)家大型醫(yī)院開(kāi)展。目前，哈佛醫(yī)學(xué)院等全球最高端的醫(yī)學(xué)院校也開(kāi)始引進(jìn)這套系統(tǒng)用于臨床和醫(yī)學(xué)教育。
——延伸閱讀：
什么是混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)（MR）？
混合現(xiàn)實(shí)（Mix reality，簡(jiǎn)稱MR），既包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)虛擬，指的是合并現(xiàn)實(shí)和虛擬世界而產(chǎn)生的新的可視化環(huán)境。在新的可視化環(huán)境里物理和數(shù)字對(duì)象共存，并實(shí)時(shí)互動(dòng)。它是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，該技術(shù)通過(guò)在虛擬環(huán)境中引入現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息，在虛擬世界、現(xiàn)實(shí)世界和用戶之間搭起一個(gè)交互反饋的信息回路，以增強(qiáng)用戶體驗(yàn)的真實(shí)感。
MR簡(jiǎn)介
混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)（MR）是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，該技術(shù)通過(guò)在虛擬環(huán)境中引入現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息，在虛擬世界、現(xiàn)實(shí)世界和用戶之間搭起一個(gè)交互反饋的信息回路，以增強(qiáng)用戶體驗(yàn)的真實(shí)感。
相比VR和AR，混合現(xiàn)實(shí)可以說(shuō)是三者當(dāng)中最不為人所知的，但有意思的是，它可能是進(jìn)入主流市場(chǎng)最容易的方式。
混合現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵詞是靈活性，它試圖把VR和AR的優(yōu)點(diǎn)集于一身。從理論上講，混合現(xiàn)實(shí)可讓用戶看到看到現(xiàn)實(shí)世界（類似AR），但同時(shí)又能呈現(xiàn)出可信的虛擬物體（類似VR）。隨后，它會(huì)把虛擬物體固定在真實(shí)空間當(dāng)中，從而給人以真實(shí)感。
比如，玩家在《精靈寶可夢(mèng)Go》當(dāng)中看到的角色并沒(méi)有遵循混合現(xiàn)實(shí)的規(guī)則。當(dāng)遭遇小精靈時(shí)，它的距離并不會(huì)隨著玩家的移動(dòng)而發(fā)生改變。更直接地講，它是在真實(shí)世界之上的，而并不會(huì)讓人覺(jué)得它實(shí)際存在于現(xiàn)實(shí)世界當(dāng)中。
而在混合現(xiàn)實(shí)當(dāng)中，體驗(yàn)者是可以感受到虛擬物體與現(xiàn)實(shí)世界之間的依存關(guān)系的。它也完全符合現(xiàn)實(shí)世界中的透視法則，走近看會(huì)變大，而離遠(yuǎn)之后會(huì)變小。這聽(tīng)上去的確很棒，但有關(guān)混合現(xiàn)實(shí)方面的應(yīng)用研究目前還都處于閉門(mén)測(cè)試狀態(tài)。就拿獲得了谷歌和高通等巨頭投資的Magic Leap舉例，這家公司至今都沒(méi)有公開(kāi)展示過(guò)自己的技術(shù)，而我們對(duì)其相關(guān)的硬件產(chǎn)品更是一無(wú)所知。
MR特點(diǎn)
混合現(xiàn)實(shí)(MR)（既包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)虛擬）指的是合并現(xiàn)實(shí)和虛擬世界而產(chǎn)生的新的可視化環(huán)境。在新的可視化環(huán)境里物理和數(shù)字對(duì)象共存，并實(shí)時(shí)互動(dòng)。系統(tǒng)通常采用三個(gè)主要特點(diǎn)：
1.它結(jié)合了虛擬和現(xiàn)實(shí)
2.在虛擬的三維（3D注冊(cè)）
3.實(shí)時(shí)運(yùn)行
混合現(xiàn)實(shí)（MR）的實(shí)現(xiàn)需要在一個(gè)能與現(xiàn)實(shí)世界各事物相互交互的環(huán)境中。如果一切事物都是虛擬的那就是VR的領(lǐng)域了。如果展現(xiàn)出來(lái)的虛擬信息只能簡(jiǎn)單疊加在現(xiàn)實(shí)事物上，那就是AR。MR的關(guān)鍵點(diǎn)就是與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行交互和信息的及時(shí)獲取。
MR誕生
MR，既是“混合現(xiàn)實(shí)”(Mixed Reality)，而是由“智能硬件之父”多倫多大學(xué)教授Steve Mann提出的介導(dǎo)現(xiàn)實(shí)，全稱Mediated Reality。
在上世紀(jì)七八十年代，為了增強(qiáng)簡(jiǎn)單自身視覺(jué)效果，讓眼睛在任何情境下都能夠“看到”周圍環(huán)境，Steve Mann設(shè)計(jì)出可穿戴智能硬件，這被看作是初步對(duì)MR技術(shù)的探索。
VR是純虛擬數(shù)字畫(huà)面，而AR虛擬數(shù)字畫(huà)面加上裸眼現(xiàn)實(shí)，MR是數(shù)字化現(xiàn)實(shí)加上虛擬數(shù)字畫(huà)面。從概念上來(lái)說(shuō)，MR與AR更為接近，都是一半現(xiàn)實(shí)一半虛擬影像，但傳統(tǒng)AR技術(shù)運(yùn)用棱鏡光學(xué)原理折射現(xiàn)實(shí)影像，視角不如VR視角大，清晰度也會(huì)受到影響。
MR技術(shù)結(jié)合了VR與AR的優(yōu)勢(shì)，能夠更好地將AR技術(shù)體現(xiàn)出來(lái)。
根據(jù)Steve Mann的理論，智能硬件最后都會(huì)從AR技術(shù)逐步向MR技術(shù)過(guò)渡。“MR和AR的區(qū)別在于MR通過(guò)一個(gè)攝像頭讓你看到裸眼都看不到的現(xiàn)實(shí)，AR只管疊加虛擬環(huán)境而不管現(xiàn)實(shí)本身。”
MR應(yīng)用
一般來(lái)說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)的常見(jiàn)載體都是智能眼鏡，如今，第一款融合了MR技術(shù)的智能眼鏡正在開(kāi)發(fā)階段，離投入商用還需要一定時(shí)間。
從概念上來(lái)說(shuō)，MR與AR更為接近，都是一半現(xiàn)實(shí)一半虛擬影像，但傳統(tǒng)AR技術(shù)運(yùn)用棱鏡光學(xué)原理折射現(xiàn)實(shí)影像，視角不如VR視角大，清晰度也會(huì)受到影響。為了解決視角和清晰度問(wèn)題，新型的MR技術(shù)將會(huì)投入在更豐富的載體中，除了眼鏡、投影儀外，目前研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在考慮用頭盔、鏡子、透明設(shè)備做載體的可能性。
MR前景
有研究機(jī)構(gòu)預(yù)估到2020年，全球頭戴虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備年銷量將達(dá)4000萬(wàn)臺(tái)左右，市場(chǎng)規(guī)模約400億元，加上內(nèi)容服務(wù)和企業(yè)級(jí)應(yīng)用，市場(chǎng)容量超過(guò)千億元。國(guó)內(nèi)一線科技企業(yè)已加入到VR設(shè)備及內(nèi)容的研發(fā)中，而在內(nèi)容創(chuàng)造方面，也已經(jīng)有了超次元MR這樣的作品，這必然推動(dòng)VR更快向AR、MR技術(shù)過(guò)渡。
目前全球從事MR領(lǐng)域的企業(yè)和團(tuán)隊(duì)都比較少，很多都處于研究階段。
來(lái)源：蟠桃會(huì)（微信號(hào) iPanTaoHui）
