XR技术正助力医疗：虽然缺点重重，但已渐成主流

文/VR陀螺 ZJ

就在去年进行首次肩关节置换大手术的前几天，Jake Shine医生戴上VR头显开始工作。

作为美国俄亥俄州代顿凯特林健康中心（Kettering Health Dayton）的一名三年级骨科住院医师，Shine和他的主治医生站在医疗中心指定的 VR 实验室里，后者将监督手术过程。

两位医生都戴着Meta Quest 2头显，在3D模拟手术中穿行。该手术被称为反向全肩关节置换术，持续时间约为2个小时，需要外科医生小心翼翼地绕过神经血管结构和肺部。

模拟手术结束后，Shine 带着头显回家练习。在正式手术开始前，他大约每天练习2次。对此，Shine说道：“你可以真正地进行微调，了解哪些该做，哪些绝对不能做，而对病人没有任何风险。”

他表示，手术最终没有出现并发症，病人也完全康复了。

“有趣的是，我认为手术进行得更顺利、更迅速，”Shine 说道，“如果主治医生必须在现实世界中以在 VR 中的方式指导我完成手术的每一个步骤，那么手术就不会进行得这么顺利。”

虽然消费级 VR 设备仍是一个小众产品，对 Meta 首席执行官马克·扎克伯格来说也是一个烧钱的大项目，但事实证明，这项技术在医疗保健领域的某些地方很有价值。代顿凯特林健康中心是美国数十家医疗系统之一，该系统将 VR 等新兴技术作为帮助医生培训和治疗病人的一种工具。

XR大类包括Quest 2这样的完全沉浸式VR头显以及AR设备，用户可以在现实世界的环境上看到数字叠加。

这项新兴技术在整个医疗行业能否具有成本效益还是个未决问题，但早期测试显示，VR在帮助改善健康状况方面具有潜在的实用性。

图源：Meta

Meta（当时名为 Facebook）于2014年收购了Oculus，从而进入了这一市场。3年后，该公司推出了初代一体式VR头显。2021年，Facebook更名为 Meta，扎克伯格承诺斥资数十亿美元，赌元宇宙将成为“互联网的下一个篇章”。自去年年初以来，Meta旗下开发VR和AR的Reality Labs部门已亏损超过210亿美元。

苹果也正准备进军VR市场，推出售价3500美元的Vision Pro（预计明年初上市），以满足高端用户的需求。

苹果公司的一位发言人没有就医疗保健领域的潜在用途发表评论，但其在 6 月份发布了关于Vision Pro软件开发工具包的公告。苹果在那份公告中引述了Elsevier Health总裁Jan Herzhoff的发言，其表示该公司的Complete HeartX MR产品 “将通过使用超逼真的 3D 模型和动画，帮助医科学生为临床实践做好准备，帮助他们理解和可视化心室颤动等医学问题，以及如何将他们的知识应用到病人身上”。

以XR技术治疗病人

迄今为止，VR在医疗保健领域的主要应用之一是针对疼痛治疗。

洛杉矶Cedars-Sinai医疗服务研究主任Brennan Spiegel博士说道：“当你置身于一个奇幻的网络世界时，你很难追踪自己身体的疼痛情况。”

Spiegel指出，当一个人受伤时，他的疼痛既存在于身体上，也存在于心理上。这些信号被发送到大脑的两个不同区域，而VR可以抑制这两个区域的信号。

“这是在训练人们如何改变自己的注意力焦点，使其远离痛苦的体验。这不仅仅是身体上的，还有情感上的体验，” Spiegel说道。

图源：Cedars-Sinai

Spiegel表示，Cedars-Sinai正准备推出一个虚拟平台，帮助人们解决克罗恩病、乳糜泻或胃酸倒流等胃肠道问题，以及焦虑、成瘾和围绝经期健康等其他问题。

这项技术还吸引了美国退伍军人事务部的关注，该部正在160多个机构使用XR技术帮助病人进行疼痛管理、行为治疗以及身体和认知康复。

退伍军人事务部的沉浸式项目经理Caitlin Rawlins表示，目前该技术在该机构的不同场所有 40多个独立的使用案例。退伍军人事务部在2015年左右初次在有限的范围内引入了XR技术，随着技术的不断改进，他们发现了更多使用XR技术的机会。

“我看到它发生了很大变化，”Rawlins说道，“我使用的第一个VR头显是一个笨重的大头盔，上面有很多电线，必须连接到笔记本电脑上才能使用。”

Rawlins表示，吸引她接触XR技术的原因是看到了病人的即时反应。她回忆起第一次看到病人使用VR的情景。这位病人是一位80多岁的老人，刚刚接受了膝关节置换手术，他的疼痛非常剧烈，阿片类药物也无济于事。但在VR中体验了短短几分钟后，他告诉Rawlins，他再也感觉不到腿部的疼痛了。

“仅仅在30分钟的简单疗程中使用这种方法，就能让病人摆脱剧痛真正站起来活动，然后准备回家，” Rawlins说道。

Rawlins将另一位病人描述为一位“脾气暴躁”的坐轮椅退伍军人，他的认知能力有所下降。退伍军人事务部让这位病人尝试了 VR，看看能否减少他对抗精神病药物的需求。

戴上头显后，Rawlins让病人在虚拟的自然场景中穿行，在树林中行走，攀爬岩石，并与鸟类和鹿互动。Rawlins说，病人笑了，笑得很开心，变成了一个“完全不同的人”。

“看到一个坐了 15 年轮椅的病人能够在树林中行走，并再次与动物互动，这是一个非常震撼的时刻，这些都是我们不断重复看到的经历，” Rawlins说道。

Spiegel和Rawlins都表示，他们的组织不依赖硬件，也就是说，只要能支持正确的软件，他们就可以使用 Meta、苹果或任何其他公司生产的头显。

Spiegel指出，“可能有数百万人愿意购买头显”，但他们将头显视为游戏和娱乐设备，对健康应用一无所知。

Meta公司将医疗保健视作一个松散的目标市场。该公司发布了案例研究，并宣传了描述未来外科医生训练的短片。

不过，医疗用例似乎并不像游戏和娱乐那样受到重视。例如，虽然Cedars-Sinai在技术上可以在Meta Quest商店中提供其软件，但用户必须进入该商店中名为App Lab的部分才能访问这些软件。App Lab中的软件没有传统的营销方式，也不容易通过搜索发现。

Meta公司没有发表评论，但其指向了一篇关于元宇宙技术用途的帖子。这篇文章说：“手术培训只是正在以积极影响生活的方式进行变革的众多行业之一。”

在虚拟世界中共同学习

XR技术也正在成为许多医学院和住院医师培训的固定项目。

在代顿凯特林健康中心，VR最近成为骨科一年级住院医师的必修课程。今年7月，新医生们完成了为期一个月的“新兵训练营”，上午进行临床服务，下午进行VR练习。现在，他们每周至少要在VR中完成三个模块，并且得分要超过70%。

图源：Kettering Health Dayton

对于像Shine这样更高级别的住院医师来说，VR培训还不是强制性的，但代顿凯特林健康中心正在积极努力将其纳入各级项目中。

“我在上世纪 80 年代末接受培训时，基本上都是照本宣科，”代顿凯特林健康中心骨科住院医师培训项目主任Brent Bamberger博士说道，“当时我们还没有视频。你可能会去听讲座，你可能会幸运地有一个标本实验室或某种类型的实验室来做实验，但你都是通过观察来学习的。”

该医院一年级住院医师Reem Daboul博士表示，虽然头显无法复制手术过程中的身体感觉，但她发现头显在一些重要方面非常有用。她已经可以使用头显演示髋关节前路置换术的步骤，而许多骨科医生要到住院医师培训的第3年或更晚才能学会这种手术。

Daboul解释说道：“能够有工具帮助我，让我看到我应该做什么，并且能够走完这些步骤，这对我来说非常有帮助。”

在骨科项目中，代顿凯特林健康中心使用了PrecisionOS开发的软件，该公司为培训外科医生、住院医生和医疗设备代表开发了VR模块。PrecisionOS 联合创始人兼首席执行官Danny Goel博士说，该公司在全球拥有近80家客户。

图源：PrecisionOS

罗切斯特大学骨科住院医师也在使用 PrecisionOS。该大学的退休教授Richard Miller博士表示，作为一种学习手术步骤的方法，该软件“很复杂、很逼真”。他认为该软件非常有吸引力，因此，尽管他3年前就已经退休，但一直在积极帮助骨科部门实施这项技术。

Miller指出，VR技术是住院医生磨练技能的有效方法，有了这项技术，他们不必立即面对手术室的压力，还可以在家练习。

其说道：“我可以晚上在家里的书房里，他们可以在宿舍里，我们可以在虚拟世界里一起做手术。”

尽管VR技术有很多优势，但Miller表示，培训软件必须能够经常更新，以跟上护理标准、实践和手术技术的发展。凯特琳大学的Bamberger表示，除了软件方面的挑战，硬件也仍然相当“笨拙”，他所在领域的其他人也看到了其局限性。

Rafael Grossmann博士是新罕布什尔州朴茨茅斯地区医院的一名外科医生，他职业生涯的大部分时间都在教育人们如何将XR等新兴技术应用于医疗保健领域。

2013 年，Grossmann在手术中使用了谷歌眼镜，在病人同意的情况下，将手术过程直播给一屋子的学生。10年后的今天，Grossmann说他看到了这项技术的巨大市场，尤其是在医疗保健领域。他表示，尽管头显仍然笨重，对医生来说也不完全实用，但已经有了很大改进。

“界面比3年前更好了，但对于任何一种医疗环境来说，它肯定不是理想的选择，” Grossmann说道。

不断扩大的研究领域

与医疗保健领域的所有技术一样，XR技术必须越过监管这项障碍。

美国食品药品监督管理局（FDA）有一个研究小组，负责围绕这项技术开展“监管科学”研究。

FDA的物理学家Ryan Beams与团队一起开展这项研究，并就新兴的 AR、VR 和MR设备向一系列专家进行咨询。Beams表示，FDA 能够帮助确立如何测试有前景的设备并将其安全推向市场。

Cedars-Sinai医院的Spiegel也是 2022 年底成立的新医学协会“美国医学扩展现实协会”的创始成员之一。他说，成立该协会是为了让医生、临床医师和其他医疗保健专业人士帮助指导该领域的未来发展。

该协会目前约有300名付费会员，Spiegel希望在未来几年内会员人数能达到数千人。该协会还准备推出其第一份官方同行评审期刊，名为《医学扩展现实期刊（Journal of Medical Extended Reality）》。

“这不再是边缘科学了，现在这已经是主流了。” Spiegel说道，"还有很多工作要做。这并不是一锤定音的事情，蛋糕还没有出炉，但我们已经看到了许多层面的巨大进步，这些进步正在推动其成为一门真正的科学。

https://www.cnbc.com/2023/09/09/metas-vr-technology-is-helping-to-train-surgeons-and-treat-patients.html