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這兩年VR實在是個火熱的話題,Oculus Rift,HTC vive,PlayStation VR三大設備輪番上陣,各種移動端VR頭顯遍地開花。軟件方面,VR瀏覽器、VR播放器如雨后春筍,內容方面VR視頻、VR游戲層出不窮。仿佛不搭上這趟車,就會被科技時代拋棄。
醫療行業這個大市場近年來也被科技行業不斷入侵。VR行業也不例外,在某些方面已經滲透進來,當然都還處在很初級的階段,很多案例仍然處于小范圍的實驗性研究階段。但能夠結合的方向已經基本明晰,未來在深度上肯定會有進展,普及度也會提高,但應用范圍能擴到多大還實在沒有定論。大致歸納起來,有以下幾個方面:
一、醫療教育與培訓
我們在創刊號的文章中已經提到,在解剖學方面通過數字人的建立,結合VR技術,可以形成虛擬解剖室(點擊歷史文章可以看到)。傳統解剖學掛圖和大部分多媒體課件上應用的教學圖片都是二維模式,缺少直觀的、立體的體驗,造成了解剖學習的困難。模型、標本雖具有立體結構,但形式單一、僵硬,不能滿足多角度、多層次的教學和實訓需求。而虛擬人體解剖學,可在顯示人體組織器官解剖結構的同時,顯示其斷面解剖結構,并可以任意旋轉,提供器官或結構在人體空間中的準確定位、三維測量數據和立體圖像。此前,美國加州健康科學西部大學(波莫納)開設了一個虛擬現實學習中心,該中心擁有四種VR技術(zSpace顯示屏、Anatomage虛擬解剖臺、Oculus Rift和iPad)上的斯坦福大學解剖模型,旨在幫助學生利用VR學習牙科、骨科、獸醫、物理治療和護理等知識。
臺灣柯惠醫療臨床培訓中心也在利用計算機和專業軟件構造,提供VR醫療培訓。該中心不僅為醫生提供了更逼真的實驗環境,還減少了傳統培訓對動物的傷害。創始人李顯達在接受《第一財經日報》采訪時提到:“從2014年10月到現在,已經有400位急救和麻醉相關的專業醫療人員在這里進行了培訓,這樣更逼近現實的培訓效果比以往更強。”
應用VR技術,學生們可以舒服的坐在沙發上,通過頭顯全方位的見識從未見過的病例,教授可以控制學生的視角,為其闡明合適的手術入路和外科技術。
二、術前準備
加利福尼亞大學洛杉磯分校的神經外科教授內爾·馬丁(Neil Martin)醫生正在使用一家名為“Surgical Theater”的公司所研發的技術,他們戴上虛擬現實頭盔,觀察病人大腦的內部。
有了這種技術,外科醫生可以在病人大腦中的惡性腫瘤周圍“飛來飛去”,從多個角度近距離仔細觀察,發現潛在的并發癥,為高風險手術做好準備。
在虛擬現實環境中,如果病人腦部有腫瘤,那么醫生就可以深入了解這一腫瘤,觀察腫瘤周圍的情況,確定潛在風險,從而為這類極為復雜的手術做好準備。馬丁表示:“虛擬現實讓你能夠180度,甚至360度了解解剖學情況,而用以往技術不可能做到這一點。在10分鐘或15分鐘時間里,我就能看到可能會遇到的關鍵問題。而以往,我們可能需要10年甚至20年的經驗積累。”
三、遠程醫療
遠程外科手術是遠程醫療中的一個重要組成部分。在手術時,手術醫生在一個虛擬病人環境中操作,控制在遠處給實際病人做手術的機器人的動作。目前,美國佐治亞醫學院和佐治亞技術研究所的專家們已經合作研制出了能進行遠程眼科手術的機器人。這些機器人在有豐富經驗的眼科醫生的控制下,更安全地完成眼科手術,而不需要醫生親自到現場去。
除微型手術機器人外,國外甚至有專家提出了由傳感器、專家系統、遠程手術及虛擬環境等部分組成的虛擬手術系統,在遇到突發災害情況時,它一方面可以對某些危重傷員實施遠程手術,另一方面還是一個特殊遠程專家咨詢系統。利用這個系統,前方醫生在檢查傷員時,可以將情況及時傳給后方有經驗的醫生;后方的醫生又可以將治療方案以虛擬環境的形式展示到前方醫生的眼前,從而使傷員能得到及時救護,減少人員傷亡。
四、治療心理疾病
創造一個虛擬的環境,反復刺激,以獲得緩解。如畏高癥、幽閉恐懼癥、社交恐懼癥等。倫敦Virtual Exposure Therapy公司利用VR來治療恐懼癥,即所謂的VR曝露療法。
英國紐卡斯特大學(Newcastle University)發布研究稱,正在利用“藍屋”(Blue Room)系統治療心理恐懼,幫助患者重返正常生活。這一實驗的對象是九個7到13歲的男孩,他們被放置在360度無死角的全息影像世界“藍屋”中,周圍播放著此前對孩子造成心理創傷的畫面。心理學家在“藍屋”內陪伴他們,引導他們逐步適應環境,最終幫助他們克服恐懼。實驗結果表明,9個孩子中有8個能夠良好地處理恐懼情境,其中4個孩子完全擺脫了心理恐懼。
除此,斯坦福研究人員正試驗利用谷歌眼鏡幫助自閉癥兒童分辨和識別不同情緒,以此讓他們掌握互動技能。(嚴格來說并不屬于VR的范疇)
五、減輕醫療過程的痛苦
接受重度燒傷治療是一段痛苦的經歷。換藥等操作會引發疼痛,即便使用嗎啡等麻醉藥物,仍有86%的病人會感到或多或少的疼痛,并且大量使用還會對身體造成一定傷害。1996年,華盛頓大學人機界面技術實驗室(HITLab)研究人員發現孩子們在玩游戲時是越來越全神貫注后,想出了為治療燒傷提供VR游戲,假設沉浸在游戲中會為病人帶來積極療效,他們會更專注于游戲,而減輕對疼痛的注意力。美國羅耀拉大學醫院利用一個名為”SnowWorld”的VR游戲緩解燒傷病人的傷痛。這個虛擬的冰雪世界有冰冷的河流和瀑布,還有雪人和企鵝。病人可以飛躍冰雪覆蓋的峽谷或者投擲雪球,此時他們的注意力完全集中于冰雪世界,無暇顧及傷痛。25歲的三度燒傷病人Austin Mackay嘗試了這個理療項目,他說:“這比普通的理療要有趣得多。在虛擬現實的世界中,我完全被吸引住了。我幾乎感覺不到治療過程中身體移動所帶來的疼痛,甚至不知道自己是不是真的在理療。我完全陶醉在游戲中了。”
六、輔助疾病診斷
除了治療外,VR技術還能用來診斷疾病。去年,美國的一些科學家就在病人沉浸于VR迷宮時對其進行了腦部掃描。而那些有阿茲海默癥遺傳基因的人,其大腦中某些區域的活動在迷宮測試時會大大減少。未來,迷宮測試很有可能會成為預防疾病的有效方法。
同時,加拿大研究人員正在利用VR技術研發診斷青光眼(眼內壓間斷或持續升高的一種眼病)的技術,這項技術會將享有的診斷速度大大提高。
七、日常健身
除了實際治療,健康管理市場也能玩轉虛擬現實,或許,這一塊更容易變現。市面上已有很多這類VR設備,如Icaros,一款能夠在模擬飛行的情況下同時鍛煉你的六塊腹肌的設備。
Widerun則是一款讓你在虛擬的世界里實現騎遍大川河山愿望的系統。Widerun 系統不僅能模擬真實的戶外騎車體驗,還能讓使用者與環境產生交互。車上的傳感器能監測你車輪的速度和轉向,并在 VR 中體現出來。當你往左拐的時候,畫面中的你也會向左拐,頭部的移動也會讓你看到不同角度的風景。而環境與人的交流則體現在,當畫面走向上坡的時候增加騎行阻力,阻力力度與坡度相應改變,最大功率下能模擬 80 公斤騎士上 15°坡的阻力。
目前筆者也沒能力真的接觸這么多的設備和服務,很多軟件都是在小范圍內試驗,網上能找到的資料大致就這么多了,看看想想好像目前的普及并沒有那么樂觀,但未來VR肯定會融入醫療圈,這個趨勢沒有變。路會很長,也布滿荊棘,但總要有先行者去趟。
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