用VR治疗PTSD等心理问题时 为什么嗅觉体验尤其重要

在奥兰多一家大学的校园里,饱受创伤后应激障碍(PTSD)困扰的老兵和现役军人们闻到了燃烧的轮胎、腐烂的垃圾和中东地区的香料的气味,他们正在接受用于治疗战争导致的心理创伤的VR治疗过程。

参与者会坐在椅子上,戴上VR头显。该头显连接到电脑以及一个能够散发不同气味的设备,重新制造出与战争有关的记忆。比如叛乱分子的伏击,或者路边炸弹,或者眼看着战友死去。

在外人看来,这些士兵们就好像正在玩一款游戏,但治疗师们希望这些老兵和现役军人的PTSD症状能够被治愈。

这个创伤管理治疗程序已经对南佛罗里达州患有PTSD的现役军人和老兵们开放申请,是中佛罗里达大学的临床研究的一部分。该项目使用视觉、听觉和嗅觉等体验来帮助缓解焦虑、失眠和噩梦等问题。随着新一波美军从伊拉克和阿富汗被召回美国本土,研究人员希望通过将传统的疗法和VR模拟相结合–尤其是强调嗅觉体验–来帮助减少心理创伤之后的症状。

“这种体验会触发一个反应,这个反应是与他们在伊拉克曾经经历的桥上的那次袭击有关的,”Deborah Beidel说道,他是中佛罗里达大学焦虑症诊所的总监。“你可以这样想象下:如果你害怕狗,该怎样处理这种恐惧?你必须站在一条狗旁边,你必须要克服这种恐惧。”

约有11%到20%的伊拉克和阿富汗战争老兵患有PTSD,并且超过20万名老兵曾经在美国退伍军人事务部旗下的机构中接受过针对PTSD的治疗。这些数据驱使着美军探索其他的治疗手段,包括针灸、瑜伽和冥想。美国军事行动医学研究计划已经在针对PTSD的治疗的研究中投入了超过2亿9700万美元,涵盖了从预防到治疗的全过程。

虚拟现实暴露疗法是比较有希望的工具之一。

作为总投入500万美元的研究的一部分,Beidel正在带领一个治疗师团队,来根据士兵们的记忆,使用Virtual Iraq和Virtual Afghanistan软件模拟战争体验。目前的参与者们都是来自佛罗里达州,他们向治疗师详细描述了心理创伤,而治疗师则使用这些信息来设置虚拟的战争场景。参与者们每天会进行90分钟的体验,持续三周时间,并且接下来会有一个群体治疗。以前,治疗师们使用虚拟现实软件–有些会去掉这些制造气味的设备–需要花费更多时间,通常需要几个月。最新的治疗方法速度更快,但仍然是被高度控制的。士兵们会向治疗师描述他们的体验,而治疗师则使用鼠标来设定电脑上的场景。

简单地说,士兵或老兵们是讲述者,治疗师是体验内容的生产者。

治疗过程开始时,参与者会被传送到一辆虚拟的悍马车中,扮演司机或乘客,或者炮塔操作员。电脑程序能够模拟白天或夜晚,晴朗或沙尘暴,安静的周围环境或者头顶有直升机盘旋,安全或者屋顶有狙击手埋伏等各种场景。悍马车既可以在熙熙攘攘的街道中缓慢穿行,也可以在沙漠的高速公路上飞驰,座椅下面的平台会让椅子产生抖动等动作。体验者可以听到英语或阿拉伯语的聊天内容,还可以看到死在地上或者埋伏在街角的叛乱分子。

治疗师指出,随着对场景或行动或声音的不同描述,可以点击和重新生成体验内容。治疗过程中的参与者们还会被鼓励来回忆当时的气味,研究人员相信,气味对于这种治疗性质的体验来说是非常强的触发物。电脑软件会连接到一个生成气味的设备,其中包含空气压缩机和风扇,会一点点的在体验者鼻子旁边散发13种气味。通过与军队的研究人员合作,那些特殊的气味,包括无烟火药、烧焦的头发和火药的气味,都被其开发商EnviroScent开发了出来。这是一家位于亚特兰大的公司,据EnviroScent的产品开发总监Emorie Sherwood介绍,他们使用合成香精和精油,还混合了凝胶基质。

“嗅觉驱动着许多行为,这是由大脑的结构造成的。其他感官获取的信息会经过过滤,是各自独立的,并且在处理之后才会进入大脑进行重新整合。但是嗅觉方面的刺激,不会通过过滤系统,”美国陆军的研究人员Ronald Hoover说道。“根据我们的研究发现,气味与记忆之间有一个更直接的联系,并且它是非常显著的。随着时间的流逝,还趋向于变得更有复原力,这就是为什么你会保留关于气味的儿时记忆的原因。”

他们的想法是一遍遍地讲述和重新讲述,并且重新生成那些最让人感到恐惧的伤痛,直到失去了对情感的冲击,该过程在心理学中名为暴露疗法和习惯化。在治疗过程中,参与者的心率通常会上升,手掌会出汗,焦虑症状也会出现,虽然他们可以在任何时候停止体验。

“我们不想让参与者失去他们的记忆,相反,我们想让他们能够重拾最具情感的内容,并且将其在记忆进行处理,使其变得不那么强烈,”执业心理咨询师Hoover说道。“PTSD会是一个能让人衰弱的问题。当士兵们带着问题回来时,我们会担负起职责,治疗那些病症最严重的患者。”

患有PTSD的现役军人们经常会在恢复之后被重新部署到战场,Hoover说。该研究还在探索,在三周内每天都接受治疗的密集治疗过程是否会像连续17周,每周一次治疗那样有效。在中佛罗里达大学,进行了较长时间治疗的第一批参与者们报告称,他们的噩梦已经从每晚都有减少到了每月只有一次。在今年的早些时候,美国陆军增加了150万美元的投入,来开发三周内的密集治疗程序,尤其是用于那些现役军人们。“我们有些士兵在完成治疗过程之前就又回到前线了,所以我们希望能够找出需要更短时间,但同样成功的疗法,这能够帮助提高我们的效率,”Hoover说。

将虚拟现实作为治疗方法已经不算新鲜事了,现在又得到了改进。在1997年,就有研究人员公布了Virtual Vietnam项目,电脑系统会把老兵–饱受所谓“战争神经症”或“炮弹休克”摧残的老兵–带到一片热带雨林中,或者带到一架在河流上飞行的直升机中。

这项新的,在技术上获得提升的治疗程序是由Albert Rizzo创作的,他是一位南卡罗来纳州的临床心理医生,他几乎从2003年伊拉克战争开始的同时,就在寻找帮助士兵的方法。在此之前,他已经使用虚拟现实来治疗那些患有注意力缺乏症(ADD)的患者。后来他发现了《全光谱战士》这款游戏,美国国防部在使用该游戏作为培训工具。他开始思考,这种类似的技术是否可以用于治疗。“我们使用游戏软件来创作逼真的战场环境。我们把战争带到了家中,甚至我们还可以治疗受伤的战友,”他说道。“士兵们已经经历并且看到了恐怖的场景,想让他们追忆的话是很困难的,而虚拟现实则恰好是用于这一难题的方法。”

Rizzo认为,该系统对于年轻的士兵们来说,尤其具有吸引力,并且不会有传统治疗方法的副作用。

“年轻一代的士兵、海军陆战队和后勤人员在一个数字化的世界中长大,他们已经玩了数千小时的电脑游戏,”他说道。“他们就是你能够吸引进来并且接受治疗的群体。”

美国陆军的Kevin Todd中士,服役时间已经超过了20年,在2004年从科威特返回美国之后,一直受到战争带来的恐惧的折磨。他饱受焦虑、沮丧和噩梦的困扰–在他脑海中不断上演着杀人和被杀的场景–这种情况折磨了他长达七年的时间。在去年6月,他开始了每周一次的创伤管理治疗程序–也就是疗程较长的治疗方法–使用Virtual Iraq作为他的治疗过程的一部分。

“你要做的第一件事就是承认自己存在问题,并且有意愿来讲述确实发生在你身上的事情,”47岁的Todd说道。“我之前每天晚上都会做噩梦,甚至不敢睡觉。现在,我每周会有两次左右的噩梦,很明显,我正在获得改善。”

最初发布于2018年4月19日

原文链接:https://www.military.com/daily-news/2012/09/10/using-virtual-reality-to-bring-the-smells-of-war-back.html

虚拟现实对抗成瘾等心理疾病的潜力有多大?

在这段VR体验中,你会在一间酒吧里,面前明亮的架子上摆放着各种酒,酒保问你是否想要来一杯。

对于那些想要摆脱酒精成瘾的人来说,这会是一个很危险的场景,不过上面的场景是虚拟的,想要奋力摆脱酒精成瘾的人可以与认知行为治疗师一起,学会如何处理这些潜在的触发事件。

杜兰大学社会工作学员的院长Patrick Bordnick研究将虚拟现实用于成瘾治疗已经有十多年的时间了。

在十二年前,当这项技术还处在早期阶段时,他就已经开始探索将虚拟现实用作一种工具,认知行为治疗师们可以使用它,来帮助成瘾患者处理引起复发的触发事件。同时他还在研究如何将这项技术用于帮助孤独症患者,更好地应对虚拟世界中的社交场景。

“我们关注在虚拟环境中患者的渴望被线索触发的程度,”他解释道。线索或者触发事件可能会是任何事物,比如成瘾患者嗑药的地方,一个人,甚至是一天中的某个时间。

Bordnick院长看到了在VR中重新创造不同的环境的潜力,这能够帮助发现成瘾患者对不同的触发事件的反应,并且当在虚拟世界中遇到触发事件时帮助他们开发应对的手段,而这一应对手段可以用在真实生活中。

这一技术正由一家名为Limbix的公司进行开发,它能够帮助研究人员为那些心理疾病患者开发出治疗所需的VR应用。这家公司致力于开发沉浸式的环境,患者可以在其中学会应对多种多样的情境,并且帮助他们来面对恐惧。

同时,这些应用还是为移动设备开发的,便于携带和使用且成本较低。患者们可以通过自己的移动VR设备来使用这些应用,比如谷歌Daydream View或三星Gear VR。

Bordnick院长说,这个名为Project Delta的VR工具就是为了理解成瘾患者,并且为他们的恢复而设计的,将会在未来的6到12个月内发布。

在最近的十几年间,越来越多的人开始研究用虚拟现实来治疗焦虑症、成瘾和其他心理健康问题的潜力。

牛津大学精神医学系和实验心理学系对虚拟现实及其在心理健康方面的应用进行了285项研究,并在2017年10月发布了调查报告,结论是“心理健康问题与环境是不可分割的,通过使用虚拟现实技术,即用电脑生成的可互动的环境,个体可以重复体验可导致问题的情境,并且通过基于证据的心理治疗,学会如何克服问题。”

Project Delta探索了不同的可能会引起复发的设定。比如,其中有一个设定是,设计者创作了一个虚拟的酒吧,在其中,患者可以像其他的顾客一样,让酒保给倒一杯酒。这种暴露疗法的设定是可以让专业的医师看到的,他将会在患者体验不同的触发事件时引导患者,帮助他们分辨那些触发事件,并且帮助他们开发应对机制,来避免在真实世界中复发。另一个设定则展示了一家射击场的外观,患者可能会进入射击场并举枪射击。

这项技术也已经取得了大幅进步,每个场景都使用了真正的演员,而非虚拟化身。

“在15年前,场景中使用的化身很不真实。而现在,场景中所有的动作都使用真实的演员进行动作捕捉,以保证患者和医师可以在一个逼真的环境中共同进行研究,并且这一环境也能够模拟诊所之外的真实生活,”Bordnick院长说道。

除了Project Delta之外,Bordnick院长还在研究与暴露疗法相似的概念,将其用于帮助孤独症患者在虚拟现实中应对社交场景,他将其称之为Quality of Life Project。

“想象一下,你可以在一个聚会式的场景中练习,可以走到人群中,与人们互动。或者如果你对在公众面前讲话感到恐惧,你可以站在一群虚拟的观众面前,练习讲话,”他说道。他的团队还在开发一个对应地理位置的工具,在这个工具中,患者通常嗑药或酗酒的地方能够在地图上进行标注。当患者距这种地方有一定的距离时,患者的手机会提醒他们使用缓解压力的工具,或者也可以选择寻求支持者或家人的帮助,来应对触发事件。

Bordnick院长最近凭借其在虚拟现实领域的研究成果获得了CES展会期间的Not Impossible Award大奖,该奖项主要颁发给那些为社会带来积极变化的人、公司和发明。

最初发布于2018年1月29日

原文链接:http://www.nola.com/science/index.ssf/2018/01/tulane_dean_investigates_use_o.html

医疗领域新探索 增强现实让手术过程更安全

最近这几十年间,医疗行业取得了巨大的进步,其中就包括影像诊断学的新进展,比如超声造影、乳房X线照相术、计算机化断层显象(CT),磁共振成象(MRI)等等。这些技术不仅得益于其他领域的技术进步,同样也推动了微型摄像头、微处理器,以及实时数据串流等技术的进步,这些都革新了医生们在手术过程中使用影像的方式。

现在,基本上每个手术之前,都会使用上面一种或几种医学影像。即使是在急诊室,医生们也在使用超声波或CT来帮助引导治疗过程。无论是大型手术还是小型手术,这些影像现都可以在手术过程中实时呈现。

虽然医学影像技术已经取得了极大的进步,但直到现在,影像内容的显示方式基本上与上世纪50年代没有什么区别。无论是影像还是数据,都会呈现在一个2D的平面屏幕上,这就迫使医护人员必须把目光从患者身上移开,甚至从医生们正在进行手术的手上移开。更重要的是,这些影像并不是从观看者的视角来呈现的,而是取决于显示用的设备。在手术过程中,医生们必须使用自己的技能和想象力来理解这些数据,并且通过自己的想象,把这些影像投射在患者身上。此外,不同的视觉数据还会分别显示,所以医生们还不得不分配额外的注意力,把不同的影像和数据内容进行整合,比如将血管造影和CT的影像整合到某个患者的患处,而要掌握这种技能,需要数年时间的训练。

增强现实(AR),是一种可以把数字信息叠加到真实世界中的技术,在我们看来,这种技术有改变医学影像领域的潜力。根据我们在马里兰州混合现实中心(Maryland Blended Reality Center)的Augmentarium项目所做的研究,在我们预期的应用场景中,一个医生使用AR头显,比如微软的HoloLens,能够看到数字图像和其他数据直接叠加在他的视野中,在这样的场景中,头显可能会显示患者的浮动的超声心动图,以及有关患者动脉瘤的极为重要的数据,所有这些都直接呈现在手术区域内。医生无需看病人以外的区域中那些不同的显示设备。

AR能够同时呈现图像数据和患者的其他重要信息,这种潜力能够拯救生命,并且减少医疗事故。这对于那些在手术室以外进行的治疗过程尤为重要。手术室或许是医院中最安全的地方了,在这里,患者周围会有4到8名专职的医护人员。由于每个人都在手术前看过了医学影像内容,手术过程通常都是被妥善计划好的。麻醉师会监控患者的生理机能,并且负责疼痛管理和救命的药物。外科护士需要确保所有必要的设备立刻可用,而医生则需要完全沉浸到手术任务中。

但是,手术室中的时间是极为昂贵的,并且手术室也是严格按照选定的病例来预定的。这些选定的手术是所有医院收益的基本来源之一,所以确保手术室被完全占用并且正常运转是非常重要的。那些小型的,或者突发的手术很难安排到手术室。结果就导致,很多这些手术都是在手术室外面进行的,比如在特护病房或者急诊区。而正是这些没有在手术室接受手术的患者,会冒最大的风险。这时,我们就能看到AR给医疗领域带来的最大的好处。

与在手术室中进行的手术不同,在外面进行的手术得到的来自医护人员的支持会比较少,通常只有一个医生和一个护士,他们同时还有着其他的责任。通常患者的生命体征都不稳定,如果是在深夜,进行手术的医生可能刚刚接受培训不久,他可能同时要担负麻醉师和医生的角色。这个房间也不是专为手术而设计的,尤其是没有那些复杂的呈现影像的设备,更别提那些混乱的对患者生命体征进行监控的设备了。在跟踪患者的多种影像和数据信息的过程中,很容易错过极为重要的线索。而这时,只需一个AR显示功能,将所有的影像和患者的数据进行整合,并且让医生能够把注意力集中在患者身上,很明显能够提升手术的质量和安全性,并且减少与手术过程相关的并发症,进而节约成本。

除了因为更安全的手术过程而带来的成本的降低之外,还可能会因为减少对多余的屏幕的需求量而降低成本。目前,超声波、内窥镜和支气管镜检等设备都需要医院购买整套系统,每套系统都有其各自的显示屏。这些系统每套都可能会花费数十万甚至上百万美元。并不是因为不同的影像功能需要特殊的显示器,而是目前的经济模式所限,这些整套售卖的系统都包含互不兼容的显示器。电子病历有自己的显示屏,血流动力学监控器和呼吸机也有各自的屏幕,并且其数据也无法进行融合。而AR能够提供一个共享的屏幕,能够逐渐减少对患者每项数据进行监控所需的特定的显示器的需求,同时提供一个来自多个来源的生命体征数据能够实时整合的显示器。

要实现这些功能,目前的AR技术还需要进化,而医生们也需要了解这一概念。医生在佩戴这些硬件时,需要舒适且安全。在有些场景中,这些影像还需要尽量不透明,而其他的可能需要更加透明才可以。如果投射的影像是要用来进行手术过程指导的,还需要以极高的准确度来呈现。虽然还有各种各样的技术挑战,但我们相信,没有一个挑战是不能克服的。

在马里兰州混合现实中心,我们致力于研究将AR作为一个主要工具,来帮助医疗行业从业人员拯救生命,同时降低医疗成本。来自斯坦福大学、杜克大学和约翰·霍普金斯大学的团队正在研究融合和投射视觉数据,同时研发适合医疗行业使用的AR显示设备。

这会需要有才华的计算机科学家和有远见的医生们共同努力,让增强现实在医疗领域成为现实。我们对未来充满激情,到那时,我们在医疗领域使用AR技术,会像现在使用听诊器那样普遍。

最初发布于2018年3月21日

原文链接:https://hbr.org/2018/03/how-augmented-reality-will-make-surgery-safer

[盘点]以色列的VR/AR公司在医疗方面的成果超乎你的想象

来自以色列的科技公司正在使用充满未来感的技术,比如VR和AR,来简化复杂的手术过程、促进患者的康复、减少病痛、安抚自闭症儿童等等。

脊柱和心脏手术可以通过增强现实(AR)技术来简化原本复杂的过程。自闭症儿童也能通过虚拟现实(VR)系统,从感官超载中获得解脱。

这些都已经由以色列的创新型公司变成了现实,他们正在挖掘VR和AR在疾病治疗和康复过程中的无限潜力。

“以色列处在VR/AR技术中某些领域的最前沿,”以色列艾瑞尔大学的理疗学教授Orit Elion说道。他曾经在去年举办了一场研讨会,来加强VR/AR开发者和医疗保健领域的研究者之间的协作。

Elion帮助特拉维夫特哈休莫医院Chaim Sheba医疗中心开发了一个基于VR的远程康复服务,现在已经遍布以色列各地,该服务可以被用来监看家庭休养状况,或者在医疗保健中心对在其他地方的病患进行临床治疗的指导。

“目前,全世界还没有多少地方能实现这种医疗服务,这是没有地理局限的,”Elion教授说道。

目前,她正在研究VR能够如何帮助老年人维持肢体平衡并防止跌倒。“VR对于这一领域来说是非常梦幻的,因为你可以使用各种各样的视觉元素对其中的环境进行控制,”她说道。

接下来,笔者为大家盘点一些以色列的VR/AR公司在医疗健康领域的研究进展。

神经外科

Surgical Theater开发了一个VR工具包,外科医生们可以在其中培训复杂的手术过程,就像这家公司的创始人以前培训以色列空军时那样。

那些大医院的神经外科医生们和美国的学术机构,以及其他的一些地方,正在使用Surgical Theater开发的VR医疗可视化平台,来进行手术的设计和导航、医患沟通和培训外科住院医生。

这家由前以色列空军人员组建的公司成立于2010年,在2015年和2016年获得了HTC的两轮融资。

心脏手术

在2018年一季度,RealView Imaging将会发布其备受期待的HOLOSCOPE-i,该设备可以在介入性心脏手术过程中提供实时的、浮在空中的3D全息视觉辅助功能。

HOLOSCOPE-i使用了英特尔RealSense SR-300系列摄像头,基于RealView专利的数字光学成形技术,这是首个实现商用的系统,可以让临床医生们完全地、实时地引导并控制3D图像。医生们可以对漂浮在空中的全息图像进行旋转、缩放、切割、标记和测量。

在此之后,RealView Imaging还将推出HOLOSCOPE-x,让医生们可以在介入性肿瘤手术中看到患者体内的全息图像。此外还有一款为非医学专业应用而开发的全息头显。

脊柱外科手术

Augmedics创建于2014年,因其正在研发中的ViZOR外科手术可视化解决方案而屡获大奖。最初,该产品旨在辅助脊柱微创手术。ViZOR使用了AR光学技术,将患者的脊柱CT图像的三维模型以及外科手术工具或移植物,实时地直接投射到医生的视网膜。

Augmedics目前位于以色列Yokne’am的TerraLab孵化器,在最近获得了830万美元的A轮融资,但目前其产品还没有经过临床测试。

“我们完成了可行性测试和概念论证,现在正在开发原型机,”Augmedics的联合创始人Nissan Elimelech说道。他是一位生物医学工程师、发明家、医疗设备企业家,他在Medtronic公司脊柱手术部门工作时发现了对这种设备的需求。

Augmedics其他的合伙人包括牛津大学的物理学家Nessi Benishti,他为医学影像开发算法,以及霍隆市Wolfson医疗中心的脊柱外科高级医师Raphael Lotan博士。

感觉调节

通过使用VR眼镜,Calma系统可以把自闭症儿童沉浸在一个模拟的水下场景中,其中有各色珊瑚、色彩斑斓的鱼、气泡和潜水员。

“有自闭症的孩子们通常都会有感觉适应障碍的问题,传统的治疗方法都是把他们放在一个‘空屋子’里,然后逐渐给他们引入不同的物体。这种疗法不仅昂贵,而且并不容易做到。我们首创了这种在VR中模拟空房子的体验,”Dan Kohen-Vacs说道。他是霍隆理工学院(HIT)的计算机科学高级研究员,而Calma正是在去年诞生于这个学院。

Calma提供了一个控制面板,可以让医师根据自闭症儿童的反应,实时的对环境做出调整,比如增加、修改或移除刺激物(包括声音)。其目标在于训练孩子的感觉调节系统,以更好地掌控其接触到的听觉和视觉刺激物,达到感觉上的平衡。

“我们即将完成首个概念验证版本,并且将在耶路撒冷的Dekalim学校中对其进行测试,“Kohen-Vacs说道。HIT的技术转化公司将会开发该系统的商业化产品。

”我们的计划是将其推向其他地区。甚至让患者在家中使用它也是有可能的。你只需要一台智能手机和类似谷歌Cardboard的设备,就可以使用它,“Kohen-Vacs说。

位于德卡里姆的职业治疗师Amit Bar-Tov认为,Calma系统融合了”学生们对于情绪调节和感觉调节的极大的热情,对于技能的学习和与环境之间联系的建立,将会是一个巨大的提升。“

烧伤康复

Josef Haik博士是Sheba医学中心烧伤科的总监,他将VR用作安抚重度烧伤患者的工具已经有了超过十年的时间。

”主要是用于早期的活动和康复,以及重获日常生活中所需的技能,“Haik说道。

在2004年,Sheba安装了一套大型的计算机辅助康复环境系统(CAREN),这一开创性的举措旨在探索VR在治疗和康复过程中的应用。烧伤患者无法被移动到CAREN治疗室,Haik想到了一个成本较低的可移动的选择,他使用了EyeToy,也就是曾经用于PlayStation的摄像头。而现在,他在使用Kinect配合为残疾患者开发的游戏。

VR游戏疗法有一些独特优势,Haik列举道:游戏可以分散患者的注意力,也就减少了他们感觉到的病痛;可以让患者通过屏幕逐渐适应观看并接受身体的烧伤区域;通过一些奖励,比如积分,来继续治疗过程。更重要的是,患者无需佩戴或触摸任何东西,避免了交叉感染的风险。

Haik在2006年的一项研究中报告了这种疗法,并且将其成果提交到了美国烧伤协会以及世界上的其他机构。

中风和外伤性脑损伤

SeeMe VR康复系统是由位于佩塔提克瓦的Beit Rivka老年康复医院的物理治疗师与波兰的Brontes Processing联合研发的。该系统用于中风或外伤性脑损伤患者,2009年就已经上市,使其成为首个用于此类患者的商用VR系统。

SeeMe的技术是通过Kinect控制器或标准的网络摄像头将图像传输到患者的电脑,并且将患者沉浸到一个定制的电脑游戏中,在这个游戏中,患者需要完成由医生制定的练习项目。

医生可以使用该系统来评估患者的力量、耐力、运动范围、姿势控制、反应时间、本体感受、运动质量、知觉、分配性注意和记忆力等等。

帕金森病和多发性硬化

以色列理工大学、特拉维夫医疗中心和特拉维夫大学的科学家们在过去几十年间的研究成果显示,在步态训练中加入VR头显,可以改善患有多发性硬化患者的行走能力,并且降低了帕金森患者跌倒的风险。

去年9月份发布在《神经病学》杂志上的最新研究发现,VR训练确实改变了帕金森患者的脑激活模式。

姿势训练和疼痛缓解

位于凯撒利亚的Motorika Medical公司开发的ReoAmbulator机器人步行训练设备可以帮助成年人和儿童改善步行、平衡性、协调性、姿势和耐力,当他们在完成VR中的任务时,可以改善其运动机能和认知功能,包括记忆力和选择注意。而将这些任务整合在一起,则意味着会提升挑战的程度,并且会导致更好的训练结果。从2014年上市到现在,ReoAmbulator已经应用于两个亚洲国家、五个欧洲国家和美国,目前已有超过30套的安装量。

另外,在特拉维夫和波士顿办公的VRHealth正在与Oculus、HTC、微软这样的头显厂商合作,推出其首个跨平台的VR医疗康复应用。

“我们认为,我们是唯一的将沉浸式头显用作经过认证的医疗软件的医疗设备公司,”VRHealth的创始人Eran Orr说道。“之所以称其为医疗设备,取决于你如何保证数据加密,如何整合电子的医疗记录,以及是否有可计费的医疗代码,以保证让医师使用。我们开发的每个App都有质量保证。”

VRHealth的旗舰产品VRPhysio应用软件(两款颈部治疗应用,一款肩关节治疗应用)已经获得了FDA认证,并且首先用在了斯波尔丁康复医院和波士顿的Beth Israel Deaconess医疗中心,其在欧洲的CE认证也即将完成。

VRHealth计划在一年内发布四款新的产品,分别是:VRCoordi,该产品会与VRPhysio一起,改善患者的协调能力,首先是有发展协调障碍和各种不同水平的自闭症的孩子们;VRCogni,来改善中风患者、老年痴呆症患者、脑震荡患者、帕金森病患者的认知功能;VRReliever,通过分散注意力来管理慢性和剧烈的疼痛;VRPsyc,增强精神障碍的治疗效果,包括常见的紧张、恐惧症、焦虑症、进食障碍和创伤后应激障碍(PTSD)。

“我希望我们公司能够在整个医疗健康领域做出一些不一样的东西,每家医院、诊所和赡养院都会使用,因为VR能够为每个领域带来巨大变革,”Orr说道。

“我认为,以色列在这项技术上有巨大的潜力,因为这里的工程师和开发者的品质决定了我们能够快速开发产品,并且抢先将其推向市场。这也是我们将研发工作放在以色列的原因。”

最初发布于2018年2月1日

原文链接:https://www.israel21c.org/8-ways-augmented-and-virtual-reality-are-changing-medicine/

牛津大学将VR用于心理疾病治疗 或将在英国全境推广

很快,英国国家医疗服务体系中的心理疾病患者可以在一个新的项目中进行测试:使用VR疗法治疗心理疾病。

专家们正在着手推进一个数百万英镑的试验项目,以确定患有严重心理疾病的人们,比如精神分裂症患者,是否能够从VR疗法中获益。这些患者即使是在日常的社交场景中也会有很多困难。

治疗过程通常持续20到30分钟,患者需要使用VR头显来接受任务,并且面对那些模拟内容,而在现实世界中面对这些场景时,患者们通常会有一些困难。

患者们的VR教练帮助他们完成整个模拟训练过程,并且帮助他们来练习克服困难的技能。研究人员称,患者通常在虚拟世界中能够更早发现问题。

大家希望,如果这个试验是成功的,它能够为将VR疗法用于常见的心理健康问题铺平道路,比如常见的抑郁症或焦虑症。

这一项目是由牛津大学的研究人员发起的,并且将会获得英国国家医疗服务联合体、多所大学、一家心理健康慈善机构、皇家艺术学院以及一家牛津大学衍生企业的参与和支持。

目前,该项目已经获得了来自国家卫生研究院的400万英镑奖金。

“我们的项目将会见证最激动人心和最强大的新技术首次被应用到国家医疗服务体系中,”该项目的总监,牛津大学精神医学系的教授Daniel Freeman说道。

”虚拟现实疗法能够帮助患者改变他们的生活。当患者戴上头显时,一个虚拟的训练项目会把他们带到由电脑生成的模拟环境中,在这里他们能够找到自己的问题所在。“

“该训练会引导患者完成所有这些场景,帮助他们练习克服困难的技能。”

“患者们经常会发现,在虚拟世界中面对这些场景会比较简单,并且他们也很愿意使用我们的VR应用,而且让我们感到欣喜的是,这些在VR中的益处也会在现实世界中生效。”Freeman教授说道。他同时也是牛津卫生保健服务基金会信托基金的临床心理学专家。

“我们的新治疗项目是自动化的,虚拟的训练内容会贯穿整个治疗过程,并且它使用了链家的VR设备,因而具备在国家医疗服务体系中广泛使用的潜力。我们认为,VR能够快速提升接触到最有效的心理治疗的人群数量。”

该项目的首个阶段将会包含一个设计阶段,以保证设备简单易用,之后,会在全英国范围内的国家医疗服务体系中进行临床测试,最后,研究人员会在整个国家医疗服务体系中演示该项目的使用方法。

在Daniel Freeman教授看来,VR在创作强大的模拟环境时有着非凡的力量,比如模拟出引发心理问题的环境。这样一来,我们就不需要心理治疗师来协助病患回到特定的环境,比如喧闹的商场,或者爬上一栋高楼。那些基本不可能为了治疗心理问题就搭建的环境也可以通过点击鼠标来完成,比如飞行,或者是引发创伤后应激障碍的事件。对于许多心理问题来说非常有效的现场咨询,也可以直接传送到咨询室中,模拟环境可以调节难度,还可以根据需要进行重复。

但是,需要注意的是,由于医疗领域的特殊性,VR治疗手段必须要经过严格的临床测试,才能进行大面积推广。

最初发布于2018年2月12日

原文链接:http://home.bt.com/tech-gadgets/tech-news/virtual-reality-mental-health-oxford-daniel-freeman-11364247530546

VR游戏+脑电波分析 缓解病痛有了新方法

人们一直在寻找新的、更有效的针对慢性疼痛的非药物治疗方法,而虚拟现实和游戏则为医生们提供了新的选择。这些技术已经被证明在缓解特定的急性的和操作性的疼痛上是有效的,并且或许很快,这些方法也能够应用在慢性疼痛上。

减少操作性的疼痛和焦虑

在洛杉矶儿童医院,研究人员发现,VR游戏在管理疼痛和减少焦虑方面是很有效的。他们对一群10到21岁的患者在抽血时进行了测试,该研究包含了143个样本,而这些患者则患有囊胞性纤维症、镰状贫血、癌症,或者其他急性或慢性疾病。

其中一组接受的是标准的医疗过程:在抽血的位置进行局部麻醉或喷雾处理,同时给他们播放电影以转移注意力。而另一组则在接受标准医疗过程的同时,还增加了VR游戏体验,该游戏由洛杉矶的AppliedVR开发,名为《Bear Blast》。患者们需要佩戴配合手机的VR头显,在虚拟环境中四处找熊的同时,向它们发射红色的球或者其他物体。这个持续了一年的测试过程,采用了随机对照试验法。结论则是,与接受标准医疗过程的患者们相比,虚拟现实显著地减少了另一组患者的急性操作性疼痛和焦虑。并且,那些有着更高的焦虑敏感度的患者能在游戏中获得更高的分数。

虽然这项研究仅仅针对的是年轻患者们接受的一个简单的医疗过程,但这种方法在疼痛管理中,仍然有着更广泛的应用潜力,可以在更广泛的人口范围内应用。“我们的研究包含使用虚拟现实来进行操作性疼痛的管理,”Jeffrey I. Gold博士说道。他是南加利福尼亚大学Keck医学院的麻醉学教授,同时还是洛杉矶儿童医院儿科疼痛管理诊所的总监。“虚拟现实通过将患者对医疗过程的注意力转移到虚拟世界,能够缓解疼痛感。在未来,VR环境或许能够缓解儿童的特定的急性和慢性疼痛状况。有些研究人员已经在成年患者身上进行测试了,”他说道。

游戏的乐趣带来疼痛的缓解

随着技术的应用逐渐从娱乐目的转向医疗行业,疼痛护理医师们或许很快就会发现,VR在日常的工作中是很有用的。纽约Lenox Hill医院的神经学家Gayatri Devi医学博士专注于记忆障碍和疼痛管理研究,“相关研究表明这样一个事实,疼痛感通常都是大脑中枢感受到的,而非在受伤的肢体或引发疼痛感的身体部位。这类能够分散注意力的体验,比如虚拟现实或其他吸引人的内容都需要患者的参与,这能够减少大脑中枢层对疼痛的知觉”她说道。

谈到针对慢性疼痛的软件的能力,“这要面对一些挑战,但仍然很有潜力,”华盛顿大学的认知心理学科学家Hunter Hoffman博士说。他在大学期间与Harborview共同创作了《SnowWorld》,这是市面上首个用于疼痛缓解的VR应用,并且目前正应用在德克萨斯州加尔维斯顿的Shriners儿童医院中。

Hoffman和华盛顿大学医学院的心理学教授David R. Patterson博士在上世纪90年代一同使用沉浸式VR技术来进行疼痛缓解的研究。根据他们的研究报告,当严重烧伤的患者在治疗过程中体验《SnowWorld》时,疼痛感普遍减少了35%到50%。比如在帮助患者保持被烧伤的皮肤弹性的锻炼过程中。

在对健康的志愿者所进行的研究中,功能磁共振脑部扫描展示了体验VR时,痛感相关脑部活动的大幅降低,这正是VR缓解疼痛的客观证据。目前,Patterson和Shriners医院心理和精神病科总监Walter Meyer医学博士已经成为美国国立卫生研究院的主要研究员,他们正在探索使用《SnowWorld》来减少操作性疼痛。研究样本则是Shriners医院的超大面积严重烧伤的儿童患者群体。研究人员正在测试VR技术对伤口清理过程的影响,并且预计将在2019年年中完成这项研究。

记录脑电波 分析疼痛感

另一个创新的疼痛管理技术使用了脑电波分析,来通过平板电脑分析疼痛水平。AccendoWave System承诺会提供“不适感检测、监控,以及报告人体痛苦降低的设备,”该公司的CEO和联合创始人Martha Lawrence说道。AccendoWave可以通过头带,使用脑电图描记(EEG)技术来获得患者不适感水平数据,除了头带之外,还有一个基于平板电脑的不适感动态管理平台,可以让患者们报告自己的疼痛水平。

截至目前,大约有20000名患者使用了这项技术。在2016年的6个月间,获取了超过1000名患者的数据。其中,334位提交完整数据的患者中,有81%报告了舒适水平的提升。这项研究分布在拉斯维加斯的Southern Hills医院和其他门诊场所以及手术中心。Lawrence还补充道,她们的算法还被应用在医院的急诊室、肿瘤科、矫形科、神经内科,以及在患者的观察室和分娩室,结果有效率达84%。“患者们表示AccendoWave程序’理解了’他们的病痛,并且提供了他们想要看到的个性化的内容,”她说道。

近期的一些研究发现,这些程序“不仅能缓解疼痛,还对缓解焦虑和压力有帮助,”Lawrence说道。“我们也希望能够调整这项技术,使其能够适用于家庭环境。”

AppliedVR的董事长的Josh Sackman表示,他们的开发团队希望将其技术从医院、诊所带到患者家中,帮助他们管理慢性疼痛等状况。目前,该平台已经被应用在超过100家医疗机构,包括医院、手术中心、烧伤诊所和输液中心。

要成为主流治疗手段 还需反复验证

使用VR的副作用可能会包括“头晕目眩和晕动症,”尤其是对成年人而言,Devi博士说道。而在其他方面,“并没有什么缺点,”她补充道。或许将虚拟现实应用于主要的医疗机构还需要一些时间,但需要的研究和时间会很少,Devi博士说道。

“在我们可以讨论将其带到医疗实践中之前,数据还需要反复验证。”还需要处理更多的问题,比如这项技术在医疗机构或家庭中是否是最有效的,以及患者需要在游戏中沉浸多长时间,才能达成缓解疼痛的目标。

最初发布于2018年2月20日

原文链接:https://www.practicalpainmanagement.com/treatments/complementary/biobehavioral/gaming-tool-pain-relief

VR/AR在医疗培训中能扮演什么样的角色?

在五年之前,一个参与了几年培训的医科学生很快就会发现,虽然他在操作一个紧急医疗状况模拟训练场景时遇到过同样的问题,但在真实的医疗过程中,并不会有这样简单的场景。

在普遍的医疗培训过程中,“患者”基本上就是一个大号的心肺复苏人体模型。它可以通过震动来模拟病情发作,并且还有脉搏。但除了这些之外,从物理角度、人口学角度以及其他角度而言,这并不是一个正常的急诊部患者可能的样子。

“我很了解那些人体模型的局限性,”斯坦福大学医学院的临床讲师Ryan Ribeira医学博士说道。“它们无法真正代表不同类型的急诊患者。你无法分辨它们是清醒的还是昏睡的。使用这些模型进行训练,只能让你在一个错误的环境中测试技能,并不像是真实的医疗场景。”

正是由于这种现状,催生了SimX,这是一款使用VR/AR技术的医疗培训产品,可以让医科学生们获得可定制的培训体验,甚至其中还有各种体型、年龄和肤色的虚拟患者。

“由于其中的患者是虚拟的,你几乎可以做在游戏中能做的所有事,”SimX的CEO Ribeira博士说道。“你可以在培训过程中练习接生,并且在接下来照顾产妇和婴儿。如果使用人体模型或物理模拟器,这基本上是不可能重现的场景。”

可以说话的模拟患者

Ribeira博士有着医疗创企工作的背景,他深刻的了解将想法转化成产品的过程。他在医疗方面的知识也让他敏锐地意识到了这个问题:医疗失误每年会导致成千上万不必要的死亡。

SimX意在通过提供在视觉上比人体模型更加逼真的培训内容,来帮助减少这些死亡案例。

“这是我们的一个强大的工具,可以用来对抗医疗事故问题,”Ribeira博士说道。“这是一个可以让模拟训练的成本急速下降,并且更加易用的产品。是一个改善公共健康状况的好机会。”

当佩戴SimX的头戴设备时,用户可以看到虚拟的诊所和在其中训练的其他学生。医科学生也可以和患者交谈,来发现自己的错误。其中还有一个“调解人”,通常是一位教员,可以选择患者要做出的反应,并且可以给到学生个性化的回复,以适应培训场景。

“当你走进病房,并且在观察每个患者时,每个医生都能知道,这是考试中最重要的部分,”Ribeira博士说。“许多你在这种情况下学到的东西,是无法通过人体模型模拟训练获得的。”

个性化的学习目标

SimX的硬件足够小,可以放在背包里,并且软件可以在多种设备上使用,包括智能手机。该产品的另一个亮点是,它可以让身处不同地点的多个学生在同一个场景中训练,这就创造出了一个跨专业教育的新机会。

“我们的系统是这样设计的,每个人在同一个场景中可以有各自的学习目标,”Ribeira博士说道。“你可以参与这样的案例:其中有一位呼吸治疗师、一位护士和内科医师和你一同面对同一个患者,不同的学生有着各自的目标,同时也被设计符合各自的角色。”

SimX曾经入围2016年的AMA创新挑战赛决赛,该赛事认为SimX可以帮助变革医疗培训。这款产品已经在2017年的晚些时候正式成为了两家医疗机构的培训工具:斯坦福大学医学院和印第安纳州立大学普渡大学哥伦布模拟中心。

SimX的研发团队正在开发新的特性,比如让所有的讲师们来创作和定制培训场景,并且将这些场景分享给其他的机构。

Ribeira博士还见证了这项技术从虚拟现实到增强现实的转变,并且提供了一种集成了触觉参与的新体验。

“虽然我们现在可以处理一些增强现实的案例,但这项技术还很年轻,”Ribeira说道。“随着AR技术的进步,我们可以看到AR正在变成模拟培训市场中越来越大的一部分,因为它可以让学生们在培训过程中使用在真实患者身上需要用的工具。”

“培训场景越接近真实,”他说道,“当你在处理真实的患者时,培训所学的知识就越容易应用。”

最初发布于2018年3月1日

原文链接:https://wire.ama-assn.org/education/virtual-reality-taking-dummies-out-medical-simulation