虚拟现实技术在医疗保健行业应用的历史及现状

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编者按:亚历克斯·森逊(Alex Senson)是生物科技与制药领域的专家。

虚拟现实(VR)已不再仅仅是一项事关视频游戏的技术;它还给 其他所有行业的变革 带来了希望。

自 2012 年以来,由于 Oculus Rift、HTC Vive、Gear VR 和 Google Cardboard 等头戴式显示(HMD)产品的开发,人们对大众市场虚拟现实技术的兴趣和热情空前高涨。

随着这项技术的不断发展,我们现在能以合理的价格获得高品质的虚拟现实体验,而且这种体验会在一年内在消费者当中得到广泛普及。数十年来,一些行业始终在使用虚拟现实技术,医疗保健行业就是其中之一。在 Pubmed 数据库中,与虚拟现实研究有关的文章数量已经从 2004 年的 204 篇增至 2014 年的 720 篇,在短短 10 年间增长了两倍以上。

但是,目前仍有相当数量的科技公司正在将这项研究转化为实用的虚拟现实产品。这个领域看起来注定会被学术研究和开发所主导,同时私营行业在这个方面也存在着一定的合作。今天,大多数企业仍在开发 20 世纪 90 年代初期以来临床医生一直就在使用的产品。另外,该领域可能还有许多公司正处于早期发展和默默无闻的运营阶段。所以在未来的 12 个月内,究竟会有什么样的创新用途浮出水面,还请大家拭目以待。

这个行业已经为颠覆做好了准备,同时向以患者为中心及个性化医疗服务的转型已经上演。下面,我们就来详细介绍一下虚拟现实技术在医疗保健行业应用的历史及现状。

用于医疗培训和教育的虚拟仿真

Sensorama 模拟器 在 1962 年诞生以来,虚拟仿真技术已经走过了漫长的道路。在过去几十年里,虚拟现实和仿真技术广泛应用于医疗保健培训和教育领域。手术模拟器始终是医师培训的重要工具,医院投入大量资金购买这种专业设备。我们应该对此感到高兴,因为我无法想象谁会主动成为外科手术的“第一个试验品”。

随着视觉仿真与力反馈技术的结合,外科医生可以在做手术时,同时具有视觉和物理反馈。有些企业开发了尖端的仿真系统,其中就包括 ImmersiveTouch 和 Medical Realities。当前技术不可能取代这些复杂的模拟器,但随着新一代传感器和显示技术的问世,仿真系统开发和制造成本应该会下降。

除了外科手术,虚拟现实还是一种用于医疗保健专业人员临床教学和培训的划算、安全和有效的手段,比如护士、医师、外科医生、医疗顾问、牙医、护理人员,甚至是患者本身。执业医师能在身临其境和远比传统视频与文件学习手段更真实的环境下,接受有关手术、技术、设备以及与患者互动等方面的培训。

在虚拟现实环境下接受培训,可以给医师们提供一个没有风险的环境,用于操作可挽救生命的程序,尤其对于正常情况下表现不佳的医师而已。Next Galaxy 和 VR HealthNet 正在联手开发针对于医疗保健专业人士的虚拟现实培训解决方案。zSpace 则是另一家正在开发医疗教育应用的公司。大家可以点击 这里 ,查看有关虚拟现实培训诸多益处的报告。

虚拟现实在临床医疗保健环境下的应用

在过去至少 20 年里,虚拟现实仿真技术一直被用于治疗患有特殊疾病的病人,比如创伤后应激障碍(PTSD)、重度烧伤及恐惧症等。从 1997 年以后,虚拟现实技术就被用于患有 PTSD 的士兵。Bravemind 是 Virtually Better 提供的一种虚拟现实疗法项目,可以帮助临床医生逐渐将患者暴露于刺激物下,诱发他们的创伤应急反应,从而帮助患者尽快康复。

美国南加州大学创新技术研究所(Institute for Creative Technologies)正在开发多种原型产品,并且在多个医疗虚拟现实领域展开相关研究。HITLab 和 Firsthand Technology 的亨特·霍夫曼(Hunter Hoffman)曾在 15 年前开发了 SnowWorld,这是一种早期的虚拟现实环境,可以帮助烧伤患者减轻治疗过程中的疼痛感。

虽然虚拟现实技术十分有效,但在痛觉管理领域还大有用武之地。Firsthand 的几位创始人最近创建了一家名为 DeepStream VR 的新公司,继续开发医疗保健虚拟现实应用。

对于医师们来说,他们可以轻松利用虚拟现实技术,在对恐惧症患者的治疗中提升暴露疗法或认知行为疗法的疗效。现如今,越来越多的公司正在开发暴露疗法,其中就包括虚拟现实医疗中心(Virtual Reality Medical Center)和 Psious。有些公司还开发了供临床医生使用的专门应用,消除患者对飞行、扎针、爬高、封闭空间、公开讲话、驾驶等事情的恐惧。

针对临床医疗保健虚拟现实技术研发的其他领域还包括,管理假肢痛、脑损伤评估和康复、针对青年孤独症患者的社会认知训练、对焦虑症和抑郁症的治疗、中风康复、对儿童多动症(ADHD)、诊断学和成像可视化的管理等。

消费者和门诊服务市场

那么,规模庞大的消费者市场会怎么样?这个市场会因为价格低廉的虚拟现实 HMD 设备而走向繁荣吗?到目前为止,大部分医疗保健方面的虛拟现实研发一直专注于可控的临床应用。许多这样的应用将必须符合法律法规,享有医疗设备地位,但肯定还会存在门诊治疗与一般的健康解决方案的市场。

除了临床培训,Next Galaxy 还将面向应用商店向任何想学习救生技术的人推出心肺复苏术和海姆利克氏操作法(Heimlich)软件。Vivid Vision 是一家试图使用虛拟现实耳机治疗视力障碍的新公司,如弱视和斜视等。当该公司创始人试图治疗自己的视力障碍时,他想到了这个主意。目前,针对全身健康、放松、冥想和减压,已经有许多可使用的应用了,还有一些也在发展之中。

预防性医学 领域,也有一些应用致力于让用户了解不良生活习惯的害处,比如吸烟、暴食暴饮、吃不健康的食物等。尽管还存在某些争议,但有关预防性医疗保健和生活方式的大众教育,对解决糖尿病蔓延等问题有着至关重要的影响。由于糖尿病的流行,医疗保健系统在财政上面临巨大的压力。

个人健身和锻炼也是一个可能会被虚拟现实技术颠覆的庞大细分市场。Runtastic 之类的健身应用可以帮助用户进行合理锻炼,而 Widerun、Activetainment 和 VirZoom 等虚拟自行车硬件厂商则可以让用户体验在任何条件下进行“户外运动”的乐趣。Icaros 是一款看上去特别有趣的健康游戏设备,可以在用户进行大强度锻炼时模拟飞行。

展望未来

整体而言,虚拟现实技术在医疗保健方面的应用仍然处于早期阶段,在疗法上尚未取得突破性进展,也未获得广泛的临床应用和使用。该领域的创新者们将会通过量身定制的可控人体实验,越来越多地寻找这种技术的临床效果证据。在不久的将来,随着虚拟现实之类的技术与人工智能、深度学习、大数据分析、传感器、生物反馈及计算技术的无缝整合,此类技术在医疗保健方面的作用会日益得到体现。

智能、适应性虚拟仿真技术可以在与患者的互动过程中不断学习,这种技术将给分散的、以患者为中心的医疗保健行业带来变革,从根本上改变医疗保健的服务方式。

题图来源: 拉塞尔·维格斯(RUSSELL WERGES)

翻译:皓岳

Virtual Reality In Healthcare: Where’s The Innovation?