助力医患沟通 医生用VR进行脑部手术的术前准备

五十九岁的Bonnie Haber发现自己正在经历着复杂的诊断和吓人的手术,就像成千上万的其他美国人一样。Haber的肿瘤并非癌变,但它靠近视神经的位置意味着医生们必须快速行动。

“这是脑肿瘤,这是脑膜瘤,这里的灰色区域是你的大脑。看到它是怎样存在于你脑中了吗?“Hackensack Meridian Health JFK神经科学研究所主席Thomas Steineke博士说。

“当他向我展示常规的核磁共振成像时,他说这是你的脑肿瘤,它必须被取出来。我还是不明白,为什么一定要取出来?如果我唯一的症状是时不时地感到头晕,我可以忍受这种情况,而不必让你打开我的头骨。我没有医学上的问题,我很健康。然后他向我展示了虚拟现实的内容,它帮助我理解了我的病情,“Haber说。

虚拟现实在医学界是一个前沿的概念。在进行手术之前,Hackensack Meridian Health JFK神经科学研究所的患者和外科医生们先用虚拟现实头显对大脑有了一些了解,对手术进行准备。

“它使我们能够更好地理解脑部结构并更好地规划操作。通常情况下,我会根据我在虚拟现实中看到的东西改变我的某些操作。它使我的操作更加精确,坦率地说,会更安全一点,“Steineke说。

JFK神经科学研究所是该州第一家也是唯一一家使用Precision VR Surgical Theatre的医院。Steineke说,自从一年前部署该系统到现在,它已成为复杂的神经外科手术的首选工具。到目前为止,他已经在82名患者身上使用过它。

“我能够用它来排练手术,移除我需要移除的骨头,这使我在手术过程中更有效率,坦率地说,我觉得它让手术更安全,因为我能够预测到在手术过程中我会遇到什么样的脑部结构,“斯泰尼克说。

Steineke可以操纵和旋转肺叶和组织,让患者们在进入手术室之前就能参与他们的护理计划。虽然这需要医院付出代价,比如每一套Precision VR Surgical Theatre需要医院支付高达10,000美元的费用。Haber说她很感激这个系统,因为该系统缓解了她的担忧。

“对我来说,核磁共振成像上的小白点(肿瘤的图像)与虚拟现实中那个大而且丑陋的肿块之间的区别,确实对我产生了影响,”Haber说。

医生们说虚拟现实和增强现实在医学上的未来是无限的。这意味着更好的培训,更少的侵入性手术,以及更快的恢复。

最初发布于2019年2月18日

原文链接:https://www.njtvonline.org/news/video/doctors-use-virtual-reality-program-to-prepare-for-brain-surgeries/

VR治疗恐惧症效果更好 但大规模采用还需解决这些问题

Dick Tracey不必去找一座高楼,来克服他的恐高症,他只需戴上一台VR头显。

通过VR,他乘坐电梯到达了高楼的中庭,看起来非常真实,甚至他被吓得跪倒在地。

“我需要用手来抓住周围的稳固的东西,”他说。

之后他告诉自己,“我看起来绝对很傻,站起来吧,不会发生什么事的。”

通过将患者逐渐暴露在他们最惧怕的事物面前,虚拟现实疗法能够帮助像Tracey这样的人们。这项技术在经过20年的研究之后,正在逐步成为主流。设备正在变得更轻,更廉价,游戏行业所带来的技术革新也在帮助人们对抗面对飞行、高处、蜘蛛或狗时的恐惧。

并且设备数量的增长正在将VR带进更多医师的办公室。专家预测,很快,患有轻度恐惧症的患者将可以在家中成功治愈自己。

传统的疗法会逐渐让患者面对引发焦虑的事物,而研究表明,VR疗法能够给患有恐惧症的人们带来真实世界中的变化,并且和传统的暴露疗法一样有用。

对于来自丹佛的图书管理员Nick Harrell来说,在经过传统的飞行恐惧症治疗之后,VR起到了强化作用。在两年前飞往巴黎之后,恐惧一直纠缠着他,导致他不得不放弃了与女友的休假之旅。

“我不喜欢被锁在金属的盒子里,”Harrell解释道。“我无法呼吸,我的胸就像遭到了重击。”

在一位医师的帮助下,Harrell通过暴露疗法首次面对他的恐惧。电梯、公交车和火车都是飞机的很好的替代品。

“在经过几个月的治疗后,我终于又能坐飞机了,”Harrell说。

在为他的治疗过程加入VR体验之后,Harrell能够不断检查自己是否还存在恐惧症。

但是只有很少的恐惧症患者会寻求治疗。由于感觉太尴尬,他们不会寻求帮助,很多患者都是在想办法在以后的生活中避免遇到引发恐惧的事物。

比如来自英国牛津郡的Tracey,就在想办法避免高的地方,无论是梯子还是惊人的美景,甚至连自动扶梯都会让这位62岁的已退休人员感到心悸。

Tracey所接受的VR治疗是一项研究的一部分。他是最初尝试包含动画的虚拟培训VR体验的患者之一。牛津大学心理学教授Daniel Freeman在英国国民健康服务的支持下开发了这个程序。

Freeman的团队正在开发一个VR体验,患有精神分裂症的患者可以模拟练习在咖啡店、电梯或商店中的情景。

“我们的许多患者都已经被治愈了,”Freeman说。治疗恐高症的VR程序证明,患者可以自行治疗。

那么它是怎样起作用的呢?

传统的暴露疗法,医师需要陪伴恐高症患者前往一座高楼。在VR中,患者能够在一个虚拟的高层阳台上进行治疗,而不用离开医师的办公室。

暴露疗法是通过逐渐让患者从恐慌中走出来而起效的。比如让出汗的手掌和狂跳的心脏平静下来,让恐惧感逐渐降低到一个易于控制的水平。通过克服这些问题,患者能够逐渐控制自己的恐惧感。

目前最大规模的VR暴露疗法研究仍然只是一个小型研究,有不到100名患者参与。以后,更多的VR疗法将会通过互联网传输到患者家庭中,而这仍然是一个很大规模的未经研究的领域,Katharina Meyerbroker说,他是荷兰乌德勒支大学的研究员,已经发表了一些在该领域的科研成果。

Harrell和其他患者正在帮助一家名为Limbix的公司进行VR内容的实际测试,这是这家公司与位于科罗拉多大学医学院的国家精神卫生创新中心进行的一项合作。

这样的合作对于VR公司来说是很重要的,VR公司需要具备科学上的可信度才能把产品卖给医师们,而研究人员也能从中获益。

“我们都在很努力地研究这项最初被用在游戏上的技术,”Hunter Hoffman说道,他是华盛顿大学的一位科学家,他在20年前开发了一个早期的VR疗法,名为Spider World。他并没有像其他早期的研究人员那样授权他的蜘蛛恐惧症项目,这些研究人员与一些公司合作来销售VR平台和内容。

孩子们或许会在某天使用VR来学习如何处理焦虑,Stephen Whiteside说,他是梅奥诊所儿童焦虑症诊所的总监,这里正在进行一项专门针对学业焦虑的孩子的研究。

在VR环境中,课堂上的老师背着手拿着一张成绩很差的试卷。

“你会听过其他孩子嘲笑你的成绩的声音,”Whiteside说。“当我第一次看时,我自己都产生了一种本能的反应,这会让你感到很紧张。”

梅奥诊所的研究人员说,相比传统的暴露疗法,孩子们更偏向于选择VR体验。接下来他们将会测试VR体验是否同样有效。

Whiteside所,各地的VR研究人员必须论证这种疗法的好处与治疗费用的比率,在一些专科诊所中,每次治疗的费用能到200美元。

“当这种疗法更便宜且更易于使用时,”Whiteside说,“治疗过程就会越来越简单。”

至少从目前来看,VR疗法让Tracey的生活变得更简单了,在接受了7次VR治疗之后,他现在能够很容易地把车停到高层车库里。他也能够站在自己家的屋顶,来清理他的车棚。

最初发布于2018年9月21日

原文链接:https://www.bendbulletin.com/home/6531990-151/common-phobias-combated-by-new-era-of-virtual

虚拟现实:对抗病痛的数字化良药

Amanda Greene一直饱受病痛煎熬。

“如果我没有感到神经痛,我可能会感到关节痛。如果我没有感到关节痛,我可能会感到头痛,”Greene说道。

无尽的疼痛是狼疮的症状之一,这是一种自体免疫的疾病,患有这种疾病的患者,其免疫系统会攻击身体。Greene曾经尝试过针灸、按摩和阿片类药物,但她发现,她对可成瘾的止疼药过敏。

而最新的疗法则让她感到很兴奋,那就是虚拟现实。Greene通过aplliedVR这家公司参加了一个测试,来看看虚拟现实能否帮助患者,以及怎样帮助患者。Greene的虚拟体验可以帮助她休息,并且训练她以一种特殊的方式来呼吸。当她被引导进行吸气和呼气时,通过VR头显,她能看到一些自然景色,甚至能看到自己的呼吸。

“有效果了,这对我有效果了,”Greene激动地说。“感觉我的生活质量都提升了。”

医院和诊所中的VR

Brennan Spiegel是一位肠胃科医师,他已经在给自己的病人使用VR。他说,腹部的疼痛和肠胃的不适,在某些情况下,跟患者的精神状态是有关的。

“像是虚拟现实这样的东西的确能够调节患者的脑干,并且可以在某种程度上以一种可以帮助减少腹部痛觉的方式来重新连接神经系统,”Spiegel说。他同时还是西奈医院健康服务研究部门的总监,带领着他的虚拟现实项目。

在西奈医院,有超过2500名患者接受过虚拟现实治疗。根据Spiegel的介绍,这家医院有着全世界最多的登记在案的VR治疗程序。

“虚拟现实能够缓解疼痛,舒缓血压,提高生活质量,减少焦虑。并且现在,我们正在探索,它是否能够做出真正重要的事,比如减少患者对阿片类药物的需求。”

Spiegel说,在美国有超过100家医院正在将VR用作一种治疗患者的方法,来帮助他们应对疼痛和焦虑等症状。他说,世界各国对此种疗法的兴趣正在日益增长,并且医生们开始开发全球化的指导方案,来指导如何在医疗健康领域应用和验证这项技术。

Spiegel现在已经将虚拟现实带出了医院,并且与洛杉矶的Attune Health这样的机构合作,在这里,很多患者都饱受自体免疫性疾病或炎症性疾病的折磨,这些疾病会引发关节疼痛等症状。

Swamy Venuturupalli是一位风湿病学家,同时也是Attune Health诊所的创始人,他正在他的诊所中进行一项有关VR如何缓解患者疼痛等级的研究。所使用的VR体验包括和海豚一起游泳,以及在篝火前的冥想练习。 Venuturupalli说,VR对正在忍受病痛的患者来说,不仅是一个分散注意力的体验,同时还能训练他们进行深呼吸和生物反馈。

“它可以让你与你平时不会产生联系的那部分大脑相连接,这部分大脑控制着呼吸作用,控制着你的心率和情绪,”Venuturupalli说道。

医生们还在研究VR潜在的副作用,比如它是否会导致成瘾。

“可能不会有这种问题,实际上,我们还没有在我们的患者中见到滥用情况,他们将VR用作治疗目的,而不是用作游戏或娱乐,”Spiegel说。

一些患者遇到的最常见的副作用,根据Spiegel的说法,是晕动症,也就是在佩戴着VR头显时会有眩晕和恶心的感觉。他说,只有不到10%的患者遇到了这个问题,但当头显关闭之后,这一症状很快就消失了。

VR药房和诊所

appliedVR这家公司使用了沉浸式技术来帮助人们管理疼痛和焦虑。该公司还在开发内容,并且与娱乐公司和学术界的人们合作,来为患者们寻找合适的VR体验。他们的愿景是打造一家VR药房。

“你需要多种多样的内容,因为在医疗健康领域有多种多样的人。从婴儿到老年,并且有各种个性类型,”appliedVR的总经理和创始人Josh Sackman说道。

和海豚一起游泳可能给会让一个患者感到放松,但却可能会吓到别的患者。Greene说,在虚拟现实中观看一场时装秀可以帮助她缓解疼痛。

Sackman说,在过去的三年间,医疗行业对在医疗机构中使用VR的态度已经发生了转变。在2015年,他亲身经历了医生们对电视或平板电脑能否被用来分散患者注意力的怀疑论。Sackman表示,VR不像是电视屏幕,当患者戴上VR头显时,它会把患者的视野和听到的声音与外界完全隔离。

“在某个时刻,你会看到一个正在挣扎、饱受剧痛煎熬、极为紧张甚至惊慌的患者,在一瞬间,他们的身体放松了,脸上浮现出微笑,并且你可以看到身体上的变化,”Sackman说道。

Spiegel想要创造出一个类似门诊的VR诊所。他说,他的目标不是让患者永远停留在VR中。

“我们的想法是要研究当你处于虚拟现实中时,你可以支配自己的身体,你的意识决定这一切。并且你可以学习这些技能,当你在真实世界中需要它们时,你可以使其再生,并且把它们’召唤’出来,”Spiegel说。

最初发布于2018年8月31日

原文链接:https://www.voanews.com/a/virtual-reality-digital-medicine-to-combat-pain-/4549497.html

除了提升游戏体验 VR的沉浸感还能助力产妇分娩

虚拟现实是一种最新的技术,可以把用户传送到一个虚拟世界。

“在游戏结束后,你摘下头显,会惊奇地发现,刚刚还在太空站中对抗无人机,现在我却位于一个游乐场,我还可以看到我的朋友们,并且当你从丧尸狂潮中安全的活下来时,你会非常高兴,”Octane Raceway的总经理JP Mullan说道。

虚拟现实,或者说VR,是一种计算机技术,通过使用头显来生成逼真的图像、声音和其他感官信息,可以在虚拟环境中模拟用户的形象。Octane Raceway中的Velocity VR游戏区可以让用户逃离现实,变成游戏中的角色。

“它是360度的,在游乐场中有64个摄像头,”Mullan说。“你可以向上看,向下看,可以蹲下,你可以藏在某个东西后面,可以在不同区域中跑。你可以与其他人组队合作,也可以与他人保持沟通,共同对抗僵尸和无人机。或者你让某个人作为狙击手,或者让某个人作为队伍的首领。这对于群组活动或者团队建设来说也是非常棒的。”

在Velocity,玩家可以杀死僵尸,或者在太空站中射击无人机,并且是在一个可以自有漫游的多人互动场景中。

“这是极具沉浸感的,”Mullan说道。“其中的画面是很惊人的。当你从一个房间转换到另一个房间时,也是非常流畅的。你可以在游戏中看到其他人,同样还能看到墙面,充满沉浸感。当你发现你在这场僵尸生存游戏中时,你会处在一个小巷子里,僵尸从四面八方向你袭来。在另一个游戏中,你会通过一个太空站,你可以真正的在通道中走过,就像通过一座桥那样,并且可以用电梯上下楼。当你在游戏中时,会完全沉浸在声音和画面带来的感官刺激中,这是相当惊人的。”

而这项了不起的技术可不仅仅是为了游戏而存在的,医学教授们也正在注意到这项技术在减轻病痛上的潜力。在菲尼克斯Banner大学医学中心,已经发起了一个试点项目,可以为临产期的母亲们提供VR体验。

“我们会随机选择被试,而非让她们选择,”菲尼克斯Banner大学医学中心的Michael Foley博士说道。“他们可以选择是加入或者退出,但这并不是所有临产期母亲都可以体验的内容。我们正在寻找让体验内容变得更好的机会。”

Foley说,虽然虚拟现实不能真正地减少病痛,但是能起到辅助作用。

“这是一种沉浸式的疗法,”Foley说。“虚拟现实能够增加脱氢表雄酮这种健康的激素分泌,并且真正是一种分散注意力的方法,也是一种全新的体验,可以用你的想法抵消掉正在到来的痛感,并且这种方式可以减少药物用量。有了虚拟现实技术,可以让产妇的注意力有足够的转移,来控制疼痛,这样她们就只需要少量的药物。虽然我们还无法消除疼痛,但它能够给你一种类似我们已经使用了数十年的无痛分娩法或心理助产法的感受。虚拟现实技术可以产生一种不同的体验,吸引你的注意力,从而达成与过去所采用的无痛分娩法类似的身体反应。”

VR能够虚拟地将产妇带出病房,让产妇享受海滩阳光,或者在进入冥想的同时享受舒缓的声音。

“想象一下,你突然沉浸到了这种奇幻的360°的世界中,无论是上下前后左右都有奇幻的场景,”Foley说道。“想象下你自己站在海滩上,听到海滩上的各种声音,四处望,可以看到山,看看脚下,可以看到你在沙滩上踩出来的脚印,还可以听到海浪的声音,沙子的声音,这种体验就好像真的在海滩上一样。”

根据Foley的说法,VR是一种完全无需药物,甚至可以让产妇无需使用药物的方法,这种方法正在变成产妇之间的一种流行趋势。

“我认为所有其他类型的医疗行业数十年来形成的惯例并不会被VR取代,”Foley说。“它并不会进入并修正所有的事物。但我仍然相信,它将会改善人们对病痛的控制。它可能会帮助那些产妇,当然我并不希望所有产妇都使用它,但我现在的确遇到了这种问题,并且需要一个东西来解决这些问题,而VR,或许就是我需要的东西。”

最初发布于2017年11月24日

原文链接:http://www.fox10phoenix.com/news/arizona-news/research-underway-to-use-virtual-reality-to-control-pain#

虚拟现实将为高压人群的培训带来一场空前的革命

消防部门接到的电话数量每年都在增长,但实际上大部分都是医疗类的紧急情况。实际上,根据美国消防协会(National Fire Protection Association)的数据,真正的火警数量在过去的十年间已经有所下降了。今天,美国的27000家消防局每年平均会面临少于50场火灾。

这些火警大部分都是住宅遭遇火灾–这就意味着消防员们有越来越少的机会来练习对抗大型的火灾或面临生死攸关的紧急情况–比如高层建筑的火灾,或者存在爆炸物的工业建筑,或者是遭遇火灾的医院的紧急疏散。

传统的烟熏室训练手段面对这一问题时明显力不从心。它们只能模拟出小规模的紧急情况–并且在环保方面的规定也限制了它的使用频率。

这时就需要使用VR技术了。美国佛罗里达州的橘子郡消防局,是美国最大的消防局之一。该消防局正在转向使用VR技术来改善消防局中尉管理火情的培训工作。在联邦紧急事务管理署(FEMA)的授权支持下,这个消防局与中佛罗里达大学的模拟和训练机构(IST)合作,开发了一个全新的紧急事件指挥训练系统。

不过你别多想,在这个项目中,消防员可不会去疯玩那些新鲜的游戏。消防局的领导们最初的确想过要使用他们能找到的最高端的VR头显,但承包方的合伙人Eileen Smith拒绝了这种想法。作为IST的E2i Creative Studio的总监,她认为最新技术的采用通常会引发“惊奇和赞叹”,无论它是否能够真正的改善培训。

主要的挑战在于,消防局的中尉们有着不同等级的经验。那些年长的橘子郡消防员领队现在已经有60来岁了,在被提拔为中尉时,差不多已经接触了100场火灾,而那些年轻的中尉基本上只对抗过三场火灾,甚至有些人无法分辨烟雾。

现有的训练方法是无法胜任的:一组无趣的演讲幻灯片,以及成堆的指导图书。最终的测试是一个仅有一些受限制的互动内容的基于视频的模拟器。真正需要的,是更高的强度和更多的压迫感,这样,中尉们才能够真正学到在面对工作中可能会出现的压力时该如何应对。他们需要进入一个实时的场景,通过视觉线索和来自其他参与者的实时的声音线索–并且看到他们的行动会引发的结果。在这样的模拟训练中,中尉做出的每个决定–或者没有及时决定–都会得到反馈。并且模拟训练还可以被暂停,以修正过程中的错误。

Smith的团队并没有使用VR头显,而是选择了一个10*18米的屏幕,让参与者穿戴上能够测量紧张感的呼吸面罩。“我会把你放进一个3D环境中,虽然是在屏幕上,但你可以与他互动,并且这取决于你自己,”Smith解释道。“在我们的场景中,除了火还在继续燃烧之外,所有的内容都可以停止,直到你做出决定。在一个场景中,你甚至可以共同创作体验内容,你必须要参与其中。”

Mark Nesselrode是一位退休的海军上尉,现在担任General Dynamics Information Technology(GDIT)的全球服务分部的系统架构师,他曾经测试过水手的承压能力,使用的方法是让水手佩戴防毒面具,并且加入化学烟雾。那些无法面对幽闭恐惧症体验的人会首先摘下防毒面具。

现在,Nesselrode也开始模拟训练城市中的火灾场景,他利用声音、黑暗、写实感强的火焰和烟雾,以及触感反馈来进行实验–就是无生气的物体的模拟反馈–能够给水手带来真正的紧张感。

“灭火工作是非常,非常困难的,”他说道。除了视觉、气味和触觉元素之外,“还要有大量的物理效果存在,”包括了解在真实的火灾现场的热量转换的多种模式,由于冷却而引起的颗粒物与表面的互动和湍流。通过使用基于真实效果的游戏引擎,开发出贴近真实的可感知的火场体验,Nesselrode表示,“可以让我们看到潜在任务的‘可组合性’,然后我们就可以评估开发所需的时间、花费和工作流。”

他还补充道,除了消防,甚至还可以应用到其他的服务行业分支,以及供电、重工业、机场和市政部门。

当然,沉浸式的模拟训练并不是一直有必要的。Nesselrode和GDIT已经取得了显著的成就,他们开发了模拟的船上工程项目,使用传统的显示技术,而非VR。

想要打造成功的模拟训练项目的终极方法是,任何的训练方法都需要改善对项目的了解,并帮助做好充足的准备。在消防、短兵相接的战场和紧急的医疗情况中尤其明显,在这些情况下,训练项目可以帮助受训人员在紧张的情况下,甚至面对一些恐怖的场景时也能保持冷静。

美国陆军模拟、训练和设备执行办公室的副主任Rob Parrish认为,VR已经展示出了显著增进知识获取的能力,相比其他没有使用VR技术的训练手段,能够显著提升战场上救助伤员的能力。

在空间感非常重要的训练项目中,VR是特别有效的。Courtney McNamara是一位计算机科学家,他与奥兰多的美国海军空战中心训练分部的Advanced Gaming Interactive Learning Environment(AEILE)团队合作,以航空母舰的飞行甲板举例阐述了这一观点。

“在甲板上有飞机在移动和起飞,还有大量的大型装备,”McNamara说道。“因为这些设备的引擎都在运行中,”发动机喷口的风量和废气可以把水手吹飞…在这些事情发生时,飞行甲板上就像跳芭蕾舞一样–哪里是安全的,哪里是不安全的–你必须可以360°地观看四周,因为这些危险情况可能会发生在每一个方向。

你无法使用传统的相机和监视器来模拟出这样的环境,McNamara解释道。但是“如果你把一个人戴上VR头显,让他进入模拟环境中,并且可以四处移动看到周围的场景,”这时训练过程就会变得非常有效且有教育意义。当受训人员接近不安全的区域时,训练系统可以警告他们,或者训练过程的指导人员可以“暂停模拟项目,告诉他们向右看,那里来了一架喷气机。”

确实,VR模拟训练能够很好地把受训人员传送到训练环境中,并且帮助他们学习正确的反应,以面对那些容易产生紧张感的刺激物。已经有研究人员开始在临床上使用VR技术。圣迭戈的虚拟现实医疗中心使用VR技术来治疗各种焦虑症和恐惧症,以及退伍军人的创伤后应激障碍。这家研究中心使用包含VR模拟器的暴露疗法,带病人回到引发心理创伤的场景,以帮助病人克服这些问题。其中的秘诀在于移除病人的遇到的破坏性的心理障碍。“我们在非常努力的克服这一问题,”该医疗中心的CEO Mark Wiederhold博士说道。“我们并不称其为治疗,而是称其为训练。病人们会来这里,参与一些训练。我们有更高的耐受度。”

医生们会测量病患的心率和皮肤传导性,这能够帮助确定他们的情感状况,并且可以帮助确定Wiederhold博士所说的“暴露速率”。他还从圣迭戈的艺术中心招募了一些老兵来设计VR环境。这些额外的逼真场景确实起到了很大帮助。他说,该医疗中心的成功率在80%左右,而退伍军人管理局的治疗成功率仅为46%。

Wiederhold博士表示,VR是“如果能够明智并且正确的应用的话,VR会是我们能够使用的最强大的技术之一。”

不过,并不是所有的VR都需要使用头显。Gregory Welch是中佛罗里达护理大学的计算机科学教授,他正在开发被他称之为“真实-虚拟病患模拟器”–这是一个先进的,可互动的人体模型。长期以来都是使用传统的人体模型来教会学生静脉注射和插管。但Welch意在让人体模型获得一个全新的真实度。

Welch开发的基于电脑的、半透明的人体模型是由电脑来控制的,并且可以通过透明的皮肤可视化地模拟出毛细血管的反应。甚至还可以修改模型的脉搏,模拟出体温和呼吸频率的变化。种族和性别也可以快速切换。如果需要的话,这个人体模型还可以移动,甚至交流。Welch的团队目前正在专注于如何美化其面部特征,比如嘴唇和眼皮的下垂动作,因为这些是预示着中风的警告信号。

Welch表示想要让这些技术广泛采用的话,还有很多工作要做。但是他很看好这项技术的未来,在未来,该技术会与传统的培训手段一起应用,而不是替代传统手段。“在我看来,这些只是附加的手段,”他说道。“这些方法可以给医护专业的学生不同的体验。”

人们需要能够满足特殊需求的训练工具,不仅是对于不同的用户,而且可以应用到每个领域。确实,开发这种技术的一个期望就是随着用户群体越来越大,成本也能够降低。美国海军计划在2017年的早些时候开始减少一半的核反应堆原型训练的成本,无论是书本还是模拟器。Nesselrode说道。

“不用阅读技术手册或查阅单行本或图解,你就能够进入虚拟的引擎室,看到整个反应堆,并且随着技术的进步,还可以肚子操作设备,或者作为观察组的一员来观摩,”Nesselrode说道。“这就是训练过程的一场革命。”

最初发布于2017年3月20日

原文链接:https://www.govtechworks.com/virtual-reality-revolutionizes-high-stress-training/

虚拟现实技术有效助力肢体康复训练 但我们还需要谨慎些

技术的进步正在持续改变着医学领域的未来,但是曾经被认为是游戏玩家专属的VR设备,是否会成为肢体康复领域的下一个前沿呢?

Rohan O’Reilly是南威尔士纽卡斯尔的一位运动康复治疗师,他已经在尝试选择性的使用一些包含VR设备的治疗手段,来帮助他的病人们做肢体康复训练。

“听他们讲述自己遭遇大面积创伤的经过,以及他们从遭遇事故到治疗的过程中遇到的事,让我有了很多思考,”O’Reilly说道。

“他们其中的大部分人都认为治疗过程是非常乏味的,并且非常不舒适,也没有任何的激励性。所以我们认为,我们需要让治疗过程感觉好一点。”

“现在,激动人心的新技术正在不断涌现,但却不是所有人都知晓。很幸运我们能生活在这样一个年代。虚拟现实就是这样的一种技术,毫无疑问它将会改变游戏行业。这是一个现象级的技术,VR作为一个平台,可以把人们放进他们想要进入的环境中。”

虚拟现实让治疗过程更有趣

O’Reilly表示,虚拟现实可以用一种非传统的方法来帮助病人进行肢体康复训练。

“治疗过程是融入情感的,”他说道。“如果你的康复训练刚好遇到这样一种情景,比如你需要捡起一个无生命的物体,你和这个物体也没有任何的情感联系,然后不断重复….对于大多数人来说,他们会认为这没有问题,我可以重复一会儿这样的动作,但是,他们很快就会感觉枯燥。”

“但如果你把一个人放进虚拟现实中,其中所有的画面都会让他们联想到自己喜欢的事物,他们就会接受这种治疗。”

“我们只是简单的创作出一种环境,病人们可以在其中探索自己的能力。”

病人们会发现自己健康状况大有好转

在大概四年前,Angus McConnell遭遇了一场事故,彻底改变了他的生活。他在顺着纽卡斯尔的一条山路向下骑行时遭遇了车祸。

“我撞在了挡风玻璃上,倒在了路上,最后导致我脊椎损伤–这是C7级的完全残疾,”McConnell说道。

“这种伤痛一直在纠缠着我。”McConnell也曾在传统的医院进行了康复训练,但他还在寻求其他的治疗手段。

“随着伤痛的延续,你会想要确定是否应该忽略这些无法工作的肢体部位,或者是否要让他们恢复正常,”他说道。

McConnell说,他在经过肢体康复训练之后,已经有了大幅的改善。

“最初我们从增强肌肉开始,希望神经信号也能够恢复正常,”他说道。“我可以感觉出来身体的变化,电极刺激身体的部位时,神经也会有明显反应。”

“在电极刺激的帮助下,我现在已经能够站起来了,在两年前,这是我不敢想象的。”

学术研究称VR是有效的,但是人们应该谨慎对待

纽斯卡尔大学的中风研究者Coralie English副教授认为,人们应该以一种谨慎的态度对待肢体康复训练。

“有相当多的证据证明,虚拟现实在恢复中风病人的肢体功能上是有效的,”她说道。

“这种康复手段对于那些已经有过活动的病人来说是有用的。但目前没有任何证据证明,如果你根本不能动,在VR中尝试运动的话会引起任何功能的恢复。”

“必须要确保的是,病人正在锻炼他们需要恢复的功能,并且这还需要由医疗方面的专家进行严格而透彻的评估。”

最初发布于2017年4月5日

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斯坦福大学利用VR技术培训先天性心脏病知识

斯坦福大学给医生们提供了一种独特的培训方式,通过VR,他们可以看到婴儿的心脏内部结构,瓣膜的开合,血细胞的流动等等。

这个VR项目解决了医学培训领域的一个重要挑战,那就是如何在三维环境中实现对心脏的实时可视化。通过VR头显,他们可以进入到心脏内部,探索先天性心脏病,感觉自己就像一颗花生那样进入了心脏中。

“我甚至可以看到血液的路径,这是我从未体验过的,”斯坦福大学的小儿心脏病学研究员Christopher Knoll博士在本月首次体验这款原型系统之后说道。

David Axelrod博士参与开发了虚拟的心脏教学工具,当他问及Christopher Knoll博士,是否准备好回到现实世界中时,他甚至坚持说:“不,我喜欢这样!”他笑着说道。

这款VR系统是一个使用3D可视化技术来改善医学和病症教育项目的一部分。美国凯斯西储大学使用微软HoloLens来培训学生们解剖学和生理学,而密歇根大学的一个研究项目则让医生们探索大脑内部,以增进对偏头痛治疗的认知。

CT扫描、超声波心动图和核磁共振对于针对和治疗来说仍将是非常重要的工具,但有些专家认为,VR可视化将很快成为一个对于医生和外科医生非常必要的补充,并且对于降低培训过程对尸体解剖的依赖有很大帮助。

“斯坦福大学的这个项目以及类似的项目代表了医学培训的未来,”Luca A. Vricella博士说道。他是约翰霍普金斯大学医学院的小儿心脏移植专家,他指出,在医生心中形成一个3D图像,对于让学生们了解心脏手术是尤为重要的。“这可以让你更好地理解你将在手术室看到的场景。”

当你戴上斯坦福大学提供的VR头显时,你会发现自己在一个光线良好的医生休息室,站在一个中央的讲台旁。在你的左边,你会看到挂在墙上的心脏的平面图,在你的右边,是彩色的塑料心脏模型,算是向老式的学校培训心脏病和血液流动的方式致敬吧。

径直向前走,有一个陈列着众多3D心脏模型的架子,分别标注着先天性心脏病的标签。通过触发手柄上的扳机,你可以从架子上拿起一个“活的”,还在跳动着的心脏,它会呈现在你的面前。这个心脏会以本身的角度展现,或者也可以拆分成不同部分,同时还在持续着同步的运动,也就是说,同时展示了心脏内部和外部的特征。你可以拿起其中一部分,转个圈,以任意角度来观看这个跳动的心脏组件,就像是看一个小生物一样。

其中一个模型展示了室中隔缺损,在两个心室中间有一个洞。这种先天的缺陷会导致一些富氧的血液被泵回至肺部,而不是进入身体的其他部位,这是不正常的,会导致心脏超出负荷。

当按下另一个按钮时,你会被“传送”到心脏内部,可以看到血细胞在心脏的腔室中流动。而使用另一个按钮时,你可以如做手术般的修正问题,使心脏恢复正常。

用户不会感觉眩晕,也不会产生晕动症,因为他们会处在心脏内部,心脏的结构就在用户周围活动,而非位于一个游乐场或过山车上。

到目前为止,斯坦福大学的原型系统中展示了室中隔缺损,在另一个原型系统中,其目标是要模拟出25到30种最常见的心脏问题。David Axelrod博士表示,其长期目标是要为其增加成年人心脏疾病的模型,并且逐渐加入肺部和脑部疾病的模拟。

即使是先进的影像手段,也会让临床医生无法彻底了解心脏结构的修复,David Axelrod说道。他是斯坦福Lucile Packard儿童医院的小儿心脏病学专家。

“如果你不明白心脏的几何结构、解剖图和生理结构,你可能会在以后的手术中产生错误,”他说道。

斯坦福大学的这一系统是与位于旧金山的软件公司Lighthaus合作开发的,该公司也有David Axelrod的股份。Lighthaus是由斯坦福儿童医院的小儿心脏科与Facebook旗下的Oculus VR公司合作建立的。

除了培训之外,这项技术还可以帮助病人们了解医生是如何修复其心脏缺陷的。

“我每周都会接待一些胸前有伤口的病人,他们已经20多岁了。我会问他们,你接受了哪些手术?但他们并不了解,”Axelrod说道。“帮助病人理解他们的心脏问题是我们的工作,因为我们认为,如果你知道问题所在的话,你会更加留心的。”

在五年之内,个性化诊断扫描的VR项目将能够达成,Axelrod说:“那时我就可以说,这就是你的虚拟的心脏。”

Jamil Aboulhosn博士主持了加利福尼亚大学先天性心脏病研究中心的工作,他告诫道,沉浸式3D技术对于已经使用了数十年的传统的解剖和生理学培训手段来说,应该被视为一个助手,而非替代。

“随着我们周边的事物越来越多地被转换成3D和VR的形式,我开始有一点担心了,我们正在进入一个逐渐简化的时代。我们需要只是让某个东西变得更酷而已,”他说道。“但对于医学院来说,还不是摒弃通过艰苦的尸体解剖来培训解剖学的时候。”

“是的,虚拟现实已经准备好登台亮相了,是的,他的确激动人心,”Aboulhosn说道。“那么他会淘汰所有以前的东西吗?当然不会。”

最初发布于2017年4月17日

原文链接:https://www.bostonglobe.com/business/2017/04/16/virtual-reality-lets-mds-training-step-inside-heart/vyI07ZGb2ClL3TTz5NoQzN/story.html

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

[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/