华为2019年CloudXR医疗平台白皮书2019427页

CloudXR助力医疗健康服务水平提升医疗平台执行总结4第一章：医疗健康行业发展趋势及其对XR技术的需求6第二章：XR医疗技术的发展现状及未来趋势13第三章：XR医疗产业链发展现状与趋势分析18第四章：XR医疗未来产业生态23第五章：未来展望25白皮书内容目录4医疗云医疗健康事业面临着人口老龄化、医疗资源短缺且分布不平衡、医疗费用增长过快等挑战，民众对于医疗健康服务的需求在未来仍将长期保持快速增长。为应对此挑战，当前中国和许多国家都在充分利用新兴技术以提高医疗健康服务能力。扩展现实（XR–ExtendedReality）能应用于医疗教学和培训、疾病诊断与治疗、远程医疗等多种场景，正在发展成为提高医疗健康服务能力的关键技术之一，发展潜力巨大。据IDC调查和预测，XR医疗市场规模在2022年将达到17.0亿美元，2018到2022年的市场复合增长率为105.6%。在已经部署XR系统的科室中，有30%比例的医生逐渐养成了使用XR的习惯，其日常病例中使用XR的频率接近50%，使用频率仍在上升。随着更多的实践应用，XR医疗正获得医生和患者的认可和肯定。基于云技术的XR（CloudXR）成为未来发展的必然趋势。CloudXR将数字内容、计算和渲染功能放到云端，终端侧只需进行简单的画面显示和动作捕捉。XR终端实现轻量化、无绳化，佩戴舒适，能支持在室内外各种医疗场景中使用。执行总结图1CloudXR云平台运行体系来源：华为iLabXRXR5电信运营商将利用CloudXR医疗平台，面向全国以及全球的医学院和医院等机构提供教育培训、疾病诊断和治疗等服务，也将会面向康复机构、养老机构以及家庭提供康复和健康管理服务，提高医疗健康服务能力。CloudXR将会融入和丰富全联接医疗，支持“健康中国”目标实现以及促进全球民众健康水平提升。电信运营商在发展CloudXR医疗中有着先天的优势，凭借其强大的云网资源，能为用户提供最佳CloudXR医疗体验；同时能依托其突出的运营能力和社会公信力，提供CloudXR平台，作为枢纽整合XR医疗生态系统中各类厂商（包括设备供应商、内容制作商、渠道及集成商以及行业用户），弥合生态断点，聚合产业力量，推动XR医疗的发展。运营商/集成商/渠道设备供应商内容制作商专科门诊基层医院医院/教学医院医学院健康管理/居家护理XR显示设备厂商设备采购内容采购XR操作设备厂商5G高速宽带/专线XR软件厂商图2XR医疗技术发展演化生态图来源:IDC,20196医疗健康服务需求持续增长，而医疗资源供给面临短缺中国医疗健康事业面临着人口老龄化、医疗资源不平衡、医疗费用增长过快等挑战，民众对于医疗健康服务的需求在未来仍将长期保持快速增长；而受到各种资源的限制，医疗服务供给能力难以与需求同步增长，医疗资源处于短缺状态。全球范围内许多国家在医疗健康服务领域也面临与中国类似的挑战。第一章：医疗健康行业发展趋势及其对XR技术的需求201717.3%17.9%30%20182030图3中国60岁以上人口占比趋势来源:中国国家统计局随着经济发展以及民众生活水平的提升，人们对于健康水平的需求日益增长，同时随着老龄化的到来，医疗服务的需求大量增长。根据中国国家统计局发布的数据，到2018年底，中国老年人口（60岁以上）高达2.49亿人，占全国总人口的17.9%，预计到2030中国60岁以上人口将占总人口的30%，老龄化的健康医疗服务和保健问题将成为中国社会发展的一个重大挑战。据世界卫生组织估计，全球范围内对于医护工作者需求的缺口预计将在2030年超过1,400万。中国的中小城市和乡村地区医护人员、医疗培训的技术和设备缺乏的现象也普遍存在，尤其是具有一定专业技能的医护人员非常缺乏，培训医护人才的需求长期存在。7新技术应用是提高医疗资源供给能力从而应对医疗健康服务需求增长的关键途径当今社会新兴技术快速发展，已经在医疗健康领域展开了积极的应用，包括扩展现实技术（XR）、机器人、人工智能等在内的新技术已经应用在疾病预防、诊断、手术、护理以及医疗教育和培训等领域，这些新技术在提高医疗服务能力方面展现出巨大的发展潜力。中国政府一直把医疗和健康事业发展作为重点工作，非常重视新技术的应用。2017年3月，国家卫计委发布《“十三五”全国人口健康信息化发展规划》，推动信息化在创新健康医疗中的作用。中国的许多医院正在采用或者正在计划采用云计算、扩展现实、人工智能、机器人等技术，增加医疗服务的供给能力，提高诊疗水平，推动中国医疗健康事业的发展。新技术应用所驱动的医疗健康服务的数字化转型正在全球范围内展开，根据IDC的研究报告（IDC#US43117617,Health-careDigitalTransformation:AWayforU.S.HealthcaretoThinkDigitalandGetDigitalDone,2017年10月），到2017年美国已经有60.7%的医疗健康服务组织开始做数字化转型，以提升医疗服务能力，应对医疗健康服务需求增长带来的挑战。XR医疗技术正发展成为应对医疗健康需求的关键技术之一扩展现实技术（XR–ExtendedReality）利用计算机技术来形成图像、声音、触动等信号，使人获得模拟的或增强性的视觉、听觉、触觉以及身体等感知，实现完全沉浸的或被增强的情境，丰富人们的工作和生活。XR包含了虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）等技术。XR技术是提高医疗健康服务能力的有效工具，XR技术应用可以增加医护人才的供给、提升疾病诊断效率和治疗水平以及支持远程医疗开展，在未来发展中显示出巨大的潜力。增强现实混合现实虚拟现实图4XR技术及头显设备概览来源:中国国家统计局•半透明显示•在现实对象上叠加数字内容•半透明显示•现实与数字对象同时存在并能动态互动•完全遮挡•完全沉浸，只有数字内容8XR技术用于医护人才的教育和培训应用场景1：医学解剖教学过去的医学解剖教学存在着人体标本数量有限、学生做解剖操作机会少的问题。XR技术的使用，克服了标本少的问题，使所有的学生都能够有机会开展实践操作，并且可以反复进行解剖操作练习。2016年四川大学建立了VR解剖课实验室；2018年11月，台北医学大学与宏达电（HTC）旗下健康医疗事业部DeepQ团队合作成立VR解剖学教室，用来支持临床解剖教学。XR医疗技术 XR远程医疗XR医护人员教育培训XR诊疗技术提升远程手术及远程手术指导医疗解剖教学医学影像分析疾病诊断术前规划方案沟通手术操作支持等精神类疾病治疗辅助患者康复训练促进医患关系管理远程病房巡视和远程查房手术操作训练远程康复指导和辅助手术直播教学图5XR医疗技术应用场景来源:IDC,20199应用场景2：手术操作训练XR技术通过显示、触感、力反馈等设备，使接受培训的医生沉浸在虚拟场景中，进行手术操作和练习，体验真实的临床手术过程。支持医生反复操作练习，练习中可以承受操作失误。这种场景可以进行术前规划和术中操作的模拟，提高医生诊断病情和制定治疗方案的能力，同时能够大幅降低传统培训中的器材、标本等成本。北京大学首钢医院的吴阶平泌尿外科医学中心、首都医科大学附属北京友谊医院临床技能中心都安装了XR医学手术模拟训练设备，供医生培训和练习。图6实体与VR医学解剖应用对比传统解剖VR解剖学生操练机会少解剖教学机会有限器官观察不够仔细学生可操作解剖学生可随时进行学习深入观察各个器官构造图7模拟道具与实景模拟手术训练应用对比手术道具逼真度欠缺仅能通过假想进行术前规划仅能针对道具进行手术模拟画面采用真是手术场景；可模拟术前规划和术中操作；通过触感设备和沉浸式VR设备可以真实地进行手术训练来源:IDC,2019来源:IDC,2019模拟道具手术训练实景模拟手术训练来源:IDC,201910应用场景3：手术直播教学使用XR技术开展手术直播，受培训的学生和医生就能够直观地、全方位地看到实际的手术操作过程，其沉浸式的体验使得受训医生就像在手术现场观察一样，配合细节摄像机进行局部拍摄并融合到XR场景中，可以清楚地看到每一步手术操作细节，从而使受训人员获得手术经历。这种直播不仅可以在医院观看，也可以利用手机App和VR设备在远程异地观察学习。从2014年起上海中山医院就已经开始利用VR技术直播肝切除、胃切除等手术操作。中山医院的直播也邀请了正在进行手术的患者家属以及其他计划做手术的患者参加，使患者以及家属也能够了解手术过程，使其更加理解和配合治疗，提高治疗效果。应用场景1：医学影像的分析和疾病诊断随着三维医学影像技术的快速发展，VR渲染技术与三维成像技术相结合，为临床医生提供了强大的医学影像处理和分析能力，促进了基于医学影像进行疾病诊断的准确度，也提高了医生开展诊断工作的工作效率。目前多家医院开展了三维成像与VR技术相结合的医学影像辅助诊断，例如中山大学附属第二医院、张家口第二医院等。XR技术应用支持改进诊疗技术、提高诊疗水平应用场景2：手术术前规划、手术方案沟通、手术操作支持等随着触感、光感等各类传感技术与XR的结合应用，医生不仅能在术前、术中真实地观测患者病灶部位，以及血管、神经、肌肉、软组织等部位的影像，还能通过触觉、手势等对医学影像进行旋转、翻动、分层、解剖等操作，从而能获得对病情、病灶部位或手术部位更全方位的认知，有助于术前规划、手术沟通、手术操作等。在医微讯公司的支持下，张强医生集团从2016年开始使用XR技术用于静脉曲张手术的术前规划、手术沟通和手术操作的实时支持。11应用场景3：精神类疾病治疗XR技术可以用来辅助恐惧症、抑郁症、自闭症等精神类疾病的治疗。例如在恐惧症辅助治疗中，XR通过视觉、听觉和触觉等构造患者所恐惧的某特定情境，使患者暴露在该情境中，帮助患者逐渐地接触、了解、适应所恐惧的事物，从而达到治疗效果。上海市精神卫生中心已经开展了利用XR系统治疗孤独症的尝试。应用场景4：辅助患者康复训练XR技术可以生成特定的情境，使患者沉浸在特定的情境中进行神经和机体的康复。结合操作手柄或者其他触觉的方式，使患者进行肢体、神经、器官等进行有针对性的训练，辅助其康复或者预防，例如痴呆症预防等。温州医科大学附属第二医院利用XR开展脑卒中的康复训练，北京同仁医院利用XR技术开展儿童弱视的恢复训练。其中，脑卒中患者使用XR技术进行康复训练已经取得了非常好的效果。应用场景5：医患关系管理XR可以通过一些特定的场景促进医生和患者之间的沟通，支持患者了解疾病情况并参与治疗方案的制定，从而促使患者积极参与治疗过程，提高治疗效果。一些医院使用XR技术与患者进行手术方案的和手术效果的沟通，使患者理解手术方案，避免沟通不畅造成医患矛盾。一些医院在手术过程中，让患者佩戴VR设备，使患者在轻松的心情中完成手术过程。12XR医疗技术的发展前景和市场规模预测医生和患者都对XR医疗系统的应用给予充分的认可和肯定，根据IDC调查，在已经部署XR系统的科室中，有30%比例的医生逐渐养成了使用XR的习惯，其日常病例中使用XR的频率逐渐接近50%，而且使用频率仍在上升，每年有数千病例治疗中使用VR系统。XR医疗技术展现出非常广阔的发展前景。根据IDC的市场研究，2018年中国AR医疗系统市场规模达到4200万美元，同比增长204.7%。预计AR技术在医疗领域的应用将在5年内保持高速增长，于2022年AR医疗系统市场规模将达到12.9亿美元；2018年中国VR医疗系统市场规模达到5200万美元，同比去年同期增长206.8%，预计2018至2022年该市场复合增长率将达到66.9%，在2022年VR医疗系统市场规模将达到4.1亿美元。AR和VR医疗系统市场的预测图如下所示。XR促进远程医疗效果接近实地治疗应用场景1：远程手术及远程手术指导XR能逼真地重现治疗现场的情形，通过全息、光场等技术，使身在异地的医生也能够“亲临”手术现场，进行远程会诊和医疗指导等。未来结合触觉手套、力反馈、远程医疗机器人等，医生还能直接进行远程手术操作，这使得优质医疗资源在治疗业务中实现共享，缓解了医疗资源不平衡的问题。应用场景2：远程