文/VR陀螺 ZJ
就在去年進行首次肩關節置換大手術的前幾天,Jake Shine醫生戴上VR頭顯開始工作。
作為美國俄亥俄州代頓凱特林健康中心(Kettering Health Dayton)的一名三年級骨科住院醫師,Shine和他的主治醫生站在醫療中心指定的 VR 實驗室里,後者將監督手術過程。
兩位醫生都戴著Meta Quest 2頭顯,在3D模擬手術中穿行。該手術被稱為反向全肩關節置換術,持續時間約為2個小時,需要外科醫生小心翼翼地繞過神經血管結構和肺部。
模擬手術結束後,Shine 帶著頭顯回家練習。在正式手術開始前,他大約每天練習2次。對此,Shine說道:「你可以真正地進行微調,了解哪些該做,哪些絕對不能做,而對病人沒有任何風險。」
他表示,手術最終沒有出現併發症,病人也完全康復了。
「有趣的是,我認為手術進行得更順利、更迅速,」Shine 說道,「如果主治醫生必須在現實世界中以在 VR 中的方式指導我完成手術的每一個步驟,那麼手術就不會進行得這麼順利。」
雖然消費級 VR 設備仍是一個小眾產品,對 Meta 執行長馬克·扎克伯格來說也是一個燒錢的大項目,但事實證明,這項技術在醫療保健領域的某些地方很有價值。代頓凱特林健康中心是美國數十家醫療系統之一,該系統將 VR 等新興技術作為幫助醫生培訓和治療病人的一種工具。
XR大類包括Quest 2這樣的完全沉浸式VR頭顯以及AR設備,用戶可以在現實世界的環境上看到數字疊加。
這項新興技術在整個醫療行業能否具有成本效益還是個未決問題,但早期測試顯示,VR在幫助改善健康狀況方面具有潛在的實用性。
圖源:Meta
Meta(當時名為 Facebook)於2014年收購了Oculus,從而進入了這一市場。3年後,該公司推出了初代一體式VR頭顯。2021年,Facebook更名為 Meta,扎克伯格承諾斥資數十億美元,賭元宇宙將成為「網際網路的下一個篇章」。自去年年初以來,Meta旗下開發VR和AR的Reality Labs部門已虧損超過210億美元。
蘋果也正準備進軍VR市場,推出售價3500美元的Vision Pro(預計明年初上市),以滿足高端用戶的需求。
蘋果公司的一位發言人沒有就醫療保健領域的潛在用途發表評論,但其在 6 月份發布了關於Vision Pro軟體開發工具包的公告。蘋果在那份公告中引述了Elsevier Health總裁Jan Herzhoff的發言,其表示該公司的Complete HeartX MR產品 「將通過使用超逼真的 3D 模型和動畫,幫助醫科學生為臨床實踐做好準備,幫助他們理解和可視化心室顫動等醫學問題,以及如何將他們的知識應用到病人身上」。
以XR技術治療病人
迄今為止,VR在醫療保健領域的主要應用之一是針對疼痛治療。
洛杉磯Cedars-Sinai醫療服務研究主任Brennan Spiegel博士說道:「當你置身於一個奇幻的網絡世界時,你很難追蹤自己身體的疼痛情況。」
Spiegel指出,當一個人受傷時,他的疼痛既存在於身體上,也存在於心理上。這些信號被發送到大腦的兩個不同區域,而VR可以抑制這兩個區域的信號。
「這是在訓練人們如何改變自己的注意力焦點,使其遠離痛苦的體驗。這不僅僅是身體上的,還有情感上的體驗,」 Spiegel說道。
圖源:Cedars-Sinai
Spiegel表示,Cedars-Sinai正準備推出一個虛擬平台,幫助人們解決克羅恩病、乳糜瀉或胃酸倒流等胃腸道問題,以及焦慮、成癮和圍絕經期健康等其他問題。
這項技術還吸引了美國退伍軍人事務部的關注,該部正在160多個機構使用XR技術幫助病人進行疼痛管理、行為治療以及身體和認知康復。
退伍軍人事務部的沉浸式項目經理Caitlin Rawlins表示,目前該技術在該機構的不同場所有 40多個獨立的使用案例。退伍軍人事務部在2015年左右初次在有限的範圍內引入了XR技術,隨著技術的不斷改進,他們發現了更多使用XR技術的機會。
「我看到它發生了很大變化,」Rawlins說道,「我使用的第一個VR頭顯是一個笨重的大頭盔,上面有很多電線,必須連接到筆記本電腦上才能使用。」
Rawlins表示,吸引她接觸XR技術的原因是看到了病人的即時反應。她回憶起第一次看到病人使用VR的情景。這位病人是一位80多歲的老人,剛剛接受了膝關節置換手術,他的疼痛非常劇烈,阿片類藥物也無濟於事。但在VR中體驗了短短几分鐘後,他告訴Rawlins,他再也感覺不到腿部的疼痛了。
「僅僅在30分鐘的簡單療程中使用這種方法,就能讓病人擺脫劇痛真正站起來活動,然後準備回家,」 Rawlins說道。
Rawlins將另一位病人描述為一位「脾氣暴躁」的坐輪椅退伍軍人,他的認知能力有所下降。退伍軍人事務部讓這位病人嘗試了 VR,看看能否減少他對抗精神病藥物的需求。
戴上頭顯後,Rawlins讓病人在虛擬的自然場景中穿行,在樹林中行走,攀爬岩石,並與鳥類和鹿互動。Rawlins說,病人笑了,笑得很開心,變成了一個「完全不同的人」。
「看到一個坐了 15 年輪椅的病人能夠在樹林中行走,並再次與動物互動,這是一個非常震撼的時刻,這些都是我們不斷重複看到的經歷,」 Rawlins說道。
Spiegel和Rawlins都表示,他們的組織不依賴硬體,也就是說,只要能支持正確的軟體,他們就可以使用 Meta、蘋果或任何其他公司生產的頭顯。
Spiegel指出,「可能有數百萬人願意購買頭顯」,但他們將頭顯視為遊戲和娛樂設備,對健康應用一無所知。
Meta公司將醫療保健視作一個鬆散的目標市場。該公司發布了案例研究,並宣傳了描述未來外科醫生訓練的短片。
不過,醫療用例似乎並不像遊戲和娛樂那樣受到重視。例如,雖然Cedars-Sinai在技術上可以在Meta Quest商店中提供其軟體,但用戶必須進入該商店中名為App Lab的部分才能訪問這些軟體。App Lab中的軟體沒有傳統的營銷方式,也不容易通過搜索發現。
Meta公司沒有發表評論,但其指向了一篇關於元宇宙技術用途的帖子。這篇文章說:「手術培訓只是正在以積極影響生活的方式進行變革的眾多行業之一。」
在虛擬世界中共同學習
XR技術也正在成為許多醫學院和住院醫師培訓的固定項目。
在代頓凱特林健康中心,VR最近成為骨科一年級住院醫師的必修課程。今年7月,新醫生們完成了為期一個月的「新兵訓練營」,上午進行臨床服務,下午進行VR練習。現在,他們每周至少要在VR中完成三個模塊,並且得分要超過70%。
圖源:Kettering Health Dayton
對於像Shine這樣更高級別的住院醫師來說,VR培訓還不是強制性的,但代頓凱特林健康中心正在積極努力將其納入各級項目中。
「我在上世紀 80 年代末接受培訓時,基本上都是照本宣科,」代頓凱特林健康中心骨科住院醫師培訓項目主任Brent Bamberger博士說道,「當時我們還沒有視頻。你可能會去聽講座,你可能會幸運地有一個標本實驗室或某種類型的實驗室來做實驗,但你都是通過觀察來學習的。」
該醫院一年級住院醫師Reem Daboul博士表示,雖然頭顯無法複製手術過程中的身體感覺,但她發現頭顯在一些重要方面非常有用。她已經可以使用頭顯演示髖關節前路置換術的步驟,而許多骨科醫生要到住院醫師培訓的第3年或更晚才能學會這種手術。
Daboul解釋說道:「能夠有工具幫助我,讓我看到我應該做什麼,並且能夠走完這些步驟,這對我來說非常有幫助。」
在骨科項目中,代頓凱特林健康中心使用了PrecisionOS開發的軟體,該公司為培訓外科醫生、住院醫生和醫療設備代表開發了VR模塊。PrecisionOS 聯合創始人兼執行長Danny Goel博士說,該公司在全球擁有近80家客戶。
圖源:PrecisionOS
羅切斯特大學骨科住院醫師也在使用 PrecisionOS。該大學的退休教授Richard Miller博士表示,作為一種學習手術步驟的方法,該軟體「很複雜、很逼真」。他認為該軟體非常有吸引力,因此,儘管他3年前就已經退休,但一直在積極幫助骨科部門實施這項技術。
Miller指出,VR技術是住院醫生磨練技能的有效方法,有了這項技術,他們不必立即面對手術室的壓力,還可以在家練習。
其說道:「我可以晚上在家裡的書房裡,他們可以在宿舍里,我們可以在虛擬世界裡一起做手術。」
儘管VR技術有很多優勢,但Miller表示,培訓軟體必須能夠經常更新,以跟上護理標準、實踐和手術技術的發展。凱特琳大學的Bamberger表示,除了軟體方面的挑戰,硬體也仍然相當「笨拙」,他所在領域的其他人也看到了其局限性。
Rafael Grossmann博士是新罕布夏州朴茨茅斯地區醫院的一名外科醫生,他職業生涯的大部分時間都在教育人們如何將XR等新興技術應用於醫療保健領域。
2013 年,Grossmann在手術中使用了谷歌眼鏡,在病人同意的情況下,將手術過程直播給一屋子的學生。10年後的今天,Grossmann說他看到了這項技術的巨大市場,尤其是在醫療保健領域。他表示,儘管頭顯仍然笨重,對醫生來說也不完全實用,但已經有了很大改進。
「介面比3年前更好了,但對於任何一種醫療環境來說,它肯定不是理想的選擇,」 Grossmann說道。
不斷擴大的研究領域
與醫療保健領域的所有技術一樣,XR技術必須越過監管這項障礙。
美國食品藥品監督管理局(FDA)有一個研究小組,負責圍繞這項技術開展「監管科學」研究。
FDA的物理學家Ryan Beams與團隊一起開展這項研究,並就新興的 AR、VR 和MR設備向一系列專家進行諮詢。Beams表示,FDA 能夠幫助確立如何測試有前景的設備並將其安全推向市場。
Cedars-Sinai醫院的Spiegel也是 2022 年底成立的新醫學協會「美國醫學擴展現實協會」的創始成員之一。他說,成立該協會是為了讓醫生、臨床醫師和其他醫療保健專業人士幫助指導該領域的未來發展。
該協會目前約有300名付費會員,Spiegel希望在未來幾年內會員人數能達到數千人。該協會還準備推出其第一份官方同行評審期刊,名為《醫學擴展現實期刊(Journal of Medical Extended Reality)》。
「這不再是邊緣科學了,現在這已經是主流了。」 Spiegel說道,"還有很多工作要做。這並不是一錘定音的事情,蛋糕還沒有出爐,但我們已經看到了許多層面的巨大進步,這些進步正在推動其成為一門真正的科學。
原文連結:
https://www.cnbc.com/2023/09/09/metas-vr-technology-is-helping-to-train-surgeons-and-treat-patients.html