由于繁忙的临床工作,伤口管理医务人员常因为时间有限而无法参加学习日、培训课程或学术活动。然而,继续教育对于确保临床医护人员准确判断、管理和评估伤口患者是必需的。虚拟现实(Virtual reality, 使用者完全沉浸于人工数字世界中)和增强现实(Augmented reality, 虚拟物体叠加于真实世界环境中)已经被用于外科医生技术的培训,但到目前为止还很少用于护理人员伤口管理技能的培训和加强。Huddersfield大学的计算机学院擅长开发用于各种环境的技术。因此计算机学院和人类健康科学学院之间开展了一项合作,旨在探索是否虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术能在辅助伤口管理方面发挥作用。参与该项目的人员包括Karen Ousey教授、Jonathan Langley和Peter Waugh(二者为计算机高年级学生)。本文将对该项目进行简单介绍。
利用虚拟现实进行手术训练
伤口诊疗,尤其是下肢溃疡,在当今护理人员承担越来越多颇具挑战的诊断和护理职责之医疗环境中,造成了许多潜在问题。2015年,英国NHS治疗的730000例下肢溃疡中的420000例没有得到工作诊断(Stanton等, 2016)。如今政府基金匮乏,我们因此不当管理而付出的高额成本与肥胖管理的成本相当,大约为每年50亿英镑(Guest, 2015)。
很显然,在现在的医疗系统(初级和二级)中,下肢溃疡和皮肤损伤的识别和及时治疗存在问题。不仅需要在医护人员中改善认知,而且需要进行有关伤口预防和治疗的专门教育和培训。有效应对该问题不仅有助于改善患者的诊疗质量和避免可能的病痛,而且能够节约医疗花费。鉴于此,我们在思考:是否可以利用现代科技来解决该问题?
用于移动设备的便携伤口分类
机器学习(Machine learning),我们熟知的计算机尖端技术,已经在日常医学的应用中取得了很大进展。通过“深度学习”(Deep learning)过程,这些令人惊艳的软件对于现实世界的理解达到了前所未有的水平,为自动驾驶汽车和人工智能(AI)辅助医学诊断技术发展奠定了基础,甚至可以帮助我们清理邮箱的垃圾邮件。图像分类领域,即利用人工智能处理图像并输出物体的准确分类,是快速发展的机器人技术的必要组成部分。只要经过足够的相关培训,这些系统就可以捕捉细微的差别,并且准确率惊人。那么问题来了:是否可以利用此类软件来为一线医护人员开发一种有效的诊断辅助工具,如果可以,这种工具会是什么样的?
移动设备伤口分析工具
初步研究显示使用标准智能手机照相机作为诊断工具的媒介是可行的。葡萄牙研究人员为Android设备开发了定制的伤口区域评估工具;显示了移动设备输出有意义的伤口特点的能力(Ivan&Nuno, 2015),尽管会因为相机质量、图像人为因素和光线等原因产生有条件的误差。然而他们还没有利用任何机器学习技术,而是采用了费力的手工图像处理过程。而深度学习却可以通过输入尽可能多的两种最有代表性的下肢溃疡图片来对图像分类器进行训练。这被称为“监督”学习,因为用以训练分类模型的数据必须是人为预先分类的。经过长时间的训练后,软件就可以分辨两种不同下肢溃疡间细微的图像差别。这种模型的准确性如何呢?这大部分依赖于两个关键因素:
源图像的正确分类:如果我们没有能够对源图像进行准确分类,软件模型就无法分辨两种伤口类型;
源图像的量:收集到的案例图片越多(不同皮肤色调、不同严重性、不同光线条件),模型的准确性越高。
我们的计划是研究和证实移动设备平台分辨下肢溃疡的能力和可行性。如果成功则可以为一线医护人员提供一个简单易得的溃疡诊断辅助工具,如果被证明有效,则可以将这种方法推广到其他伤口的诊断实践中。
增强现实技术在手术培训中的应用
针对一线人员的虚拟现实培训
虚拟现实本身已经迅速成为了一个产业。最新的虚拟现实设备的能力意味着真实的沉浸式虚拟体验在历史上第一次成为可能。现在,这些头戴设备正在被用于实际培训,从起重机操作到外科手术。我们的虚拟现实项目旨在创造一种易用的、面向实践的教育培训工具,用以培训一线医护人员有效进行伤口诊疗。核心工具将能够提供下述功能:
一旦上述目标得以实现,该工具将会在医疗环境中进行试验,以期改善患者诊疗水平和减少伤口诊疗带来的财务负担。
原文:Wounds UK | Vol 14 | No 2 | 2018
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