“飞行员在正式飞行前可以通过模拟器来学习和操作。但医科学生想要正式走上手术台,却依旧沿用着‘看一个、做一个、教一个’手术的老办法,医学教育滞后了50年。”在日前召开的2017年第十一届四川互联网大会上,人工智能虚拟现实医学奠基人、美国伊利诺伊大学香槟分校健康工程系统中心主任凯斯·科萨瓦达思表示,医学已经进入精准医疗、人工智能、虚拟现实的时代,医学教育也需借助前沿科技融入来提升教学质量,“未来,我们将模拟机器学习和人工智能的方式,来提升医学教育水平。”

医学模拟:你犯再多错都没关系

过去医学知识的传授,主要依靠人体解剖标本的实物讲解、书本图绘、文字叙述,以及视频和幻灯片的展示。医学院学生正式走上手术台前,有一个不断反复、积累经验的学习过程。

“传统医学教学很难学习高风险侵袭病例,因为实践机会有限。在很多情况下,教学是一件困难的事。” 凯斯·科萨瓦达思说,“我们希望可以用电脑模拟带给医科教学真正的福祉。”

他告诉科技日报记者,医学模拟是一种教学工具,可通过各种场景和系统,为学生提供体验式学习,使学生了解病患生理和病症,无需对真实患者进行实际操作。良好的医学模拟可为手术室提供援助、术前规划、病患教育等。“在这个过程中,你犯很多的错误都没关系,可以在错误中学习。”

VR“助攻”:让医生进入人体虚拟空间“看病”

近日,西班牙一家医院进行了一场特别的手术,医生在VR头盔的辅助下成功进行了手术,并且将手术时间缩短了一半。手术中,外科医生还可以随时查看CT扫描数据、超声波以及手术过程中需要的核心数据。

“人工智能与虚拟现实结合是临床教学培训的新模式。”凯斯·科萨瓦达思说,将患者的CT、核磁等影像数据,经过人工智能系统处理,得到真实还原的全息化人体三维解剖结构并映射在虚拟空间里。

医生可在增强现实的虚拟空间里全方位直接看到患者真实人体结构的解剖细节,并可通过手势和语音操作,实时进行器官和病变的立体几何分析,精确测量目标结构的区位、体积、距离等参数,同时还可进行虚拟解剖作业、模拟手术切除、手术方案设计和手术风险评估。

“在此基础上,我们可以建立一套基于模拟器的课程,并将这套课程运用到虚拟现实中。” 凯斯·科萨瓦达思说,在医学教学中,同样可以通过研究临床或医疗问题,借助观察和专业知识模拟相应过程,开发出虚拟模型,进而开发出一套基于模拟器的课程。