

随着他挥动手掌,一个真人大小的人类骨骼出现在他面前。在接下来的几秒钟里,骨骼上叠加了身体的器官、肌肉,然后是男人的皮肤和外貌。在身前空间中捏合手指,可以将身体的不同系统分成四个剪影。捏合并拖动以放大心脏并使其跳动。
这是由凯斯西储大学的研究人员创建的解剖学应用程序,旨在利用微软的 HoloLens 来教授解剖学。这款增强现实平台的首批模型原定于 3 月下旬发货,应用程序也随之上线;凯斯西储大学的这款应用程序于 4 月中旬发布,是 HoloLens 的首款第三方应用程序。但对于创造它的研究人员来说,这仅仅是开始——这款应用程序及其类似应用程序的未来版本,可以使医学教育的未来更加跨学科,从而培训下一代医学院毕业生,使他们成为更好的医生。
大体解剖学是医学生上的第一门课程之一,“大体”一词有多种含义。学生们通过尸体学习人体的内部运作,这是一个充满血腥和内脏的试炼,新医学生必须学会镇定下来。这种利用尸体培训医生这种做法自医学诞生以来就一直存在。“如果你问医生他们对大体解剖学还记得什么,那一定是气味,”凯斯西储大学放射学教授、解剖应用程序的主要开发者之一 Mark A. Griswold 说。“这根本不是一个容易的环境。”
有些学生根本无法接触尸体,因为他们对用于保存尸体的甲醛或其他化学品有不良反应。但更重要的是,Griswold 说,学生们只能从外部了解身体。“一旦你切开进入,你就失去了当你把它组合起来时的上下文,”他说。这对于成为外科医生和放射科医生的医生来说尤为重要,他们依赖于对人体解剖学的精通知识。由于核磁共振成像 (MRI) 或通过静脉插入的腹腔镜摄像头等不同类型的医学成像,这些医生只能从有限的视角观察身体。“如果你向放射科医生展示身体的二维图像,并问他们这下方 10 厘米是什么,他们不知道,”Griswold 说。“他们被训练成查看堆叠的图像,而他们根本不了解绝对尺度。”
凯斯西储大学应用程序的主要优势在于它向学生展示了身体的每个部分在身体其余部分的上下文中是如何定位的。“我们可以快速向您展示您需要了解的所有相关解剖知识,快速切换解剖部分,并以一种始终保持上下文的方式显示它,”Griswold 说。解剖模型中的皮肤可以变得透明,以便学生可以看到肠道相对于膈肌、盆骨和主要动脉的位置。而且,重要的是,它全部都以真实人体的大小呈现。
Griswold 承认,该应用程序的当前版本相对简单。“它只是为了展示什么是可能的,”他说。用户可以进行一次自我引导的身体之旅,了解身体的各个系统,并附有标签。
Griswold 说,与其他虚拟现实系统不同,增强现实不需要时间来适应。他曾因佩戴其他头戴设备几分钟而感到剧烈不适,但他佩戴 HoloLens 超过九个小时却没有出现任何不适。Griswold 补充说,有些人抱怨 HoloLens 的视野有限,但那正是他不会感到不适的原因——与其他虚拟现实头戴设备不同,这款设备不会限制用户的周边视野。
HoloLens 应用程序没有处理真实尸体的触觉体验,但 Griswold 认为这是一个妥协,以换取其为学生提供的生理背景和易用性。
Griswold 认为增强现实平台有潜力改变医学教育。事实上,他正在全力以赴。2019 年,凯斯西储大学医学院将搬到一个与克利夫兰诊所共享的新校区。目标是与护士和其他医疗专业人员一起培养医生,以促进更多合作。这栋新大楼没有用于容纳尸体进行大体解剖课的设施。这意味着,在接下来的三年里,凯斯西储大学需要获得相关医学委员会的批准才能使用 HoloLens 来教授这门课程。“在四年内,我们将取代数百年来的医学教育,”Griswold 说。“我既乐观又害怕。但这是第一项几乎可以肯定会成功的技术。”他认为类似的应用程序也可以用于大学和高中的解剖学课程。
但就医学领域的增强现实或虚拟现实而言,其影响远远超出了教育范畴。HoloLens 或类似设备可以帮助放射科医生更容易地告知外科医生在身体的哪个部位进行手术,从而为他们提供“通用语言”,正如 Griswold 所说。对一个人膝盖压力的虚拟评估可以确定交叉韧带是否会在修复后再次撕裂。它可以帮助医生直接向患者更好地沟通诊断和治疗方案,在模拟身体上直接向他们展示需要做什么。医务人员还可以在与真正患者交流之前,与虚拟患者进行困难的对话——关于困难的诊断,关于临终关怀——进行角色扮演。
虚拟现实平台的用途也超出了医学领域。“我们正在与高分子科学领域的人合作,他们想了解塑料和分子是如何协同工作的,”Griswold 说。这些信息也对遗传学家和化学家感兴趣,他们想了解分子在三维空间中的复杂运动。土木工程师可以利用虚拟现实来测试新建筑或桥梁的结构完整性。甚至编舞家也对此感兴趣——VR 平台可以让他们同时在两个地方编排表演。
Griswold 认为,随着技术飞速发展,这些应用中的许多将在不久的将来成为可能。“2016 年将是虚拟和增强现实的变革之年,”他说。
如果您还没有 HoloLens,您可以在 PC 上通过 HoloLens 模拟器 试用这款应用程序和其他应用程序。