主題：利亞德“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)+紅外光學(xué)動(dòng)捕技術(shù)”

隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的日漸成熟,傳統(tǒng)醫(yī)療領(lǐng)域迎來“大物云移”時(shí)代的大發(fā)展。依托先進(jìn)的紅外光學(xué)動(dòng)捕技術(shù)、VR+AR、人工智能等技術(shù),智慧醫(yī)療正在撬開產(chǎn)業(yè)升級(jí)的新出口。

模擬分娩、骨科3D打印、刷臉就醫(yī)、VR浸入式虛擬手術(shù)……這些仿佛只能出現(xiàn)在科幻電影里的“未來名稱”,如今早已在醫(yī)療領(lǐng)域“百花齊放”。

利亞德集團(tuán)2016年開始全面布局VR/AR領(lǐng)域。旗下成熟的OptiTrack紅外光學(xué)動(dòng)捕技術(shù)(支撐VR的底層核心技術(shù)),已廣泛應(yīng)用于影視制作、動(dòng)漫游戲制作、醫(yī)療康復(fù)、工業(yè)仿真、軍事訓(xùn)練、運(yùn)動(dòng)體育等領(lǐng)域。

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特別是近年來,利亞德的“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)+紅外光學(xué)動(dòng)捕技術(shù)”在臨床手術(shù)、遠(yuǎn)程治療、運(yùn)動(dòng)損傷預(yù)防等領(lǐng)域的成功應(yīng)用,大大加持了醫(yī)療的“智慧”屬性;此外,兩項(xiàng)技術(shù)也已成功實(shí)施運(yùn)用于《腹腔穿刺技能操作與培訓(xùn)》、《心肺聽診訓(xùn)練與考核》、《心肺復(fù)蘇訓(xùn)練與考核》等VR臨床技能培訓(xùn)課程中,成為傳統(tǒng)醫(yī)療實(shí)現(xiàn)數(shù)字化升級(jí)的的強(qiáng)力助推器。

應(yīng)用案例:運(yùn)動(dòng)損傷預(yù)防

膝蓋前十字軟組織的運(yùn)動(dòng)損傷,經(jīng)常發(fā)生在球類運(yùn)動(dòng)中,如何科學(xué)地預(yù)防這類損傷?已經(jīng)不再是“多注意身體”這么簡單,而是借助大數(shù)據(jù)和影像的捕捉與測算,提前“預(yù)覽”運(yùn)動(dòng)軌跡,這就相當(dāng)于給自己打開了一道“上帝視角”。

解決方案:利用利亞德OptiTrack運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)、Motive:Body軟件和測力平臺(tái),了解運(yùn)動(dòng)員著地后,腳尖或腳跟突然改變方向時(shí),產(chǎn)生的外力對(duì)膝蓋的影響。通過這些領(lǐng)域的研究成果,能夠很好地幫助運(yùn)動(dòng)員預(yù)防此類運(yùn)動(dòng)損傷。

應(yīng)用案例:投擲姿態(tài)測試

阪神老虎棒球隊(duì)投手在參與投擲姿態(tài)測試實(shí)驗(yàn)時(shí),工作人員通過12臺(tái)攝像機(jī)對(duì)投擲姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)捕捉,獲取人體姿態(tài)的三維數(shù)據(jù),用于評(píng)價(jià)投手每次的投擲姿態(tài)。這項(xiàng)技術(shù)能夠評(píng)估整個(gè)賽季投手的投擲姿態(tài)的變化,也能夠比較球員手術(shù)前后的動(dòng)作差別。

解決方案:教練員可以利用利亞德OptiTrack運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)實(shí)時(shí)捕捉投擲姿態(tài),并通過Motive:Body軟件檢查各種預(yù)覽視角的姿態(tài)和CG模型,因?yàn)檐浖@取的數(shù)據(jù)格式是通用的C3D格式。

應(yīng)用案例:光學(xué)跟蹤輔助骨科手術(shù)

在國外一項(xiàng)關(guān)于《機(jī)器人輔助骨科手術(shù)的實(shí)時(shí)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)分析和儀器跟蹤》的報(bào)告中顯示,在過去的二十年中,機(jī)器人輔助手術(shù)已成為手術(shù)室的全球標(biāo)準(zhǔn)。但是,機(jī)器人輔助骨科手術(shù)需要精確,自動(dòng)的腿部操縱,以提高空間準(zhǔn)確性,減少醫(yī)源性損害。研究報(bào)告提出了新穎的剛體設(shè)計(jì)和光學(xué)跟蹤體積設(shè)置,用于跟蹤股骨,脛骨和手術(shù)器械。使用計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)測量腿內(nèi)部的解剖點(diǎn),精度為0.3mm。結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)建模,可以相對(duì)于任何框架和跨關(guān)節(jié)表達(dá)這些點(diǎn),以達(dá)到亞毫米級(jí)的精度。同時(shí),還可以在股骨和脛骨的機(jī)械軸上設(shè)置矢量,以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。

解決方案:將帶有標(biāo)記(光學(xué)跟蹤球)的剛性物體(RB)固定在患者的腿上。并使用光學(xué)跟蹤(OptiTrack)系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤。使用腿部的計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)掃描來測量標(biāo)記相對(duì)于腿部內(nèi)部點(diǎn)的位置。可以使用跟蹤數(shù)據(jù)和局部測量值來計(jì)算腿部姿勢。

利亞德OptiTrack新骨架解算器的主要功能包括:

1、實(shí)時(shí)精確的人體運(yùn)動(dòng)跟蹤;

2、極大提高了實(shí)時(shí)跟蹤數(shù)據(jù)流的質(zhì)量和防抖動(dòng)功能;

3、兼容任何OptiTrack系統(tǒng),包括用于實(shí)時(shí)攝像機(jī)跟蹤,虛擬攝像機(jī)跟蹤和虛擬現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng);

4、支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)整合工具,包括EpicGames的Unreal Engine 4,Unity Technologies的Unity3D和Autodesk MotionBuilder;

5、極低的延遲(<10毫秒)。

可適用于:

1、臨床醫(yī)學(xué)研究:手術(shù)前后的康復(fù)治療,臨床康復(fù)評(píng)估和治療,殘疾評(píng)估,骨科和步態(tài)分析;

2、神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)研究:眼動(dòng)追蹤,機(jī)器人行為評(píng)估,動(dòng)物行為研究;

3、體育運(yùn)動(dòng):運(yùn)動(dòng)設(shè)備制造,輔助運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練及運(yùn)動(dòng)員的傷病預(yù)防;

4、生物力學(xué)計(jì)算:三維運(yùn)動(dòng)學(xué)、三維動(dòng)力學(xué)和EMG肌電圖;

5、虛擬現(xiàn)實(shí),人體工程學(xué),工業(yè)流程優(yōu)化等諸多領(lǐng)域。

雖然疫情催生智慧醫(yī)療加速落地,但我國智慧醫(yī)療尚處于初期階段。利亞德將抓住時(shí)代機(jī)遇,加速探索大數(shù)據(jù)時(shí)代VR/AR技術(shù)與醫(yī)療產(chǎn)業(yè)更深的結(jié)合。

隨著5G通訊技術(shù)的廣泛應(yīng)用,利亞德提供的“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)+紅外光學(xué)動(dòng)捕技術(shù)”系列解決方案,也將加速由點(diǎn)的突破到面的復(fù)制,進(jìn)而延伸到行業(yè)的廣泛應(yīng)用。我們相信,在科技企業(yè)以及醫(yī)療機(jī)構(gòu)的共同努力下,智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)將迎來全面爆發(fā),未來可期。

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