奥比中光与微软合作开发的ToF相机，如何开启智慧医疗新想象？

在刚刚过去的第四届中国医师节,无数人为中国医生这群 “新时代最可爱的人”点赞。他们运用专业知识技术与前沿医疗设备,或活跃在抗疫前线,或忙碌于手术台前,敬佑生命,救死扶伤。

我们也可以看到,现代医学的发展极大地提高了医护人员的诊疗水平,科技让医护人员拥有更多治病救人的手段。一些关键技术突破,甚至能为医学带来颠覆性的革命。笔者注意到,近日,国内3D视觉感知技术企业奥比中光正与微软合作,基于ToF技术探索前沿医疗健康应用。

以ToF技术为代表的3D视觉感知是一个尚未广为人知的前沿领域。如今,这一领域的科技,正凭借高精度的感知能力与人工智能技术,成为医护人员的“得力助手”。

基于ToF技术的“AI 3D医护助手”

1895 年,德国物理学家伦琴(Wilhelm Rontgen)发明了 X 射线,直接促进医学成像的诞生。基于X射线,医生可以通过CT(计算机断层扫描)扫描、 MRI(磁共振成像)等方式,“看到”人体内部,为医学诊疗提供了全新的视角。

但在过去,医生对人体外部成像的价值却较少关注,对患者的诊疗看护主要是记录身高、体重、体温、心率和血压等基本信息。直到ToF技术的发展与应用改变了这一现状。

ToF技术是什么?ToF是飞行时间(Time of Flight)的简写,通过测量激光从发射到接收之间的飞行时间,来实现距离测量,生成3D深度图像。当前,ToF技术是最为热门的3D视觉感知技术之一。

ToF技术为医生带来了另一个维度的信息——高精度人体3D数据。3D数据可以被用来测量人体体型、位置、姿势、姿势评估、运动、关节跟踪和非接触式操作。将3D数据输入到AI决策中枢,医生就有了一位智能AI 3D医护助手。

这些3D数据具有着广阔的应用空间,可以帮助医生通过客观、定量的3D数据测量,进行个性化医疗实践。这种科学化且具有成本效益的方式,将极大地满足日益增长的临床医疗需求。

在实际应用中,基于ToF技术的3D相机可以扫描患者的身体,精确测量高度弯曲的身体表面,以分析和跟踪身体数据的变化。值得一提的是,ToF相机可单独生成深度图像,而不采集RGB彩色图像数据,从而有效保护患者隐私。

在出院后的康复期,ToF相机也可以持续监测、预测患者的身体状况,通过科学化数据管理,加快患者恢复速度。

同时,人们也可以基于ToF相机开发医院、养老院等场景下的跌倒检测预防解决方案。比如通过3D骨架识别,实现人体步态和运动评估,预判患者是否有跌倒的风险,并提前发出提醒。

数据显示,3D深度摄像头检测到的跌倒次数是传统护理人员的2.6倍。由于这些高度自动化、智能化的通知,越来越多的生命被及时挽救。

更易用的ToF相机将广泛普及

ToF技术的应用不仅仅局限于医疗健康领域。消费电子、机器人、智慧安防、客流统计等多行业的3D应用中都有它的身影。

Yole报告显示,随着2D成像逐步向3D视觉感知升级,以ToF、结构光、双目等为代表的3D 视觉感知市场处于规模快速增长的爆发前期。2019年全球3D视觉感知市场规模为50亿美元,预计在2025年达到150亿美元,复合增长率约为20%。

尽管目前ToF技术依然处于起步发展阶段,但国内已有不少厂商对ToF这一前沿技术展开布局。其中,国内3D视觉感知技术企业奥比中光选择与微软合作,共同开发前沿ToF相机产品。

据悉,微软上一代的3D相机在进行深度计算时,需要额外的PC端进行GPU计算。奥比中光与微软的合作引入了嵌入式深度计算技术,将运算单元内嵌至ToF相机中,使其具备独立计算能力,部署更加灵活。

该系列ToF相机预计在2022年量产。届时,全球范围内的计算机视觉与AI开发者,可以通过这些ToF相机在微软Azure云计算平台上开发物流、机器人、零售、健康以及医疗保健等领域的全新解决方案。

公开资料显示,奥比中光在3D视觉感知技术领域(包括3D结构光、ToF、双目、激光雷达等)进行了全栈式的技术布局。奥比中光在2018年开始进行iToF产品的研发,2020年奥比中光首款iToF 3D视觉传感器上市,目前已经实现量产出货。

参考资料:

https://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/how-do-tof-based-depth-cameras-improve-our-lives/

fqj