去年,，俄亥俄州代頓凱特林醫(yī)療中心(Kettering Health Dayton)骨科住院醫(yī)師的三年級學(xué)生Jake Shine在他作為協(xié)助醫(yī)師進(jìn)行第一次重大肩關(guān)節(jié)置換手術(shù)的幾天前，他與其主治醫(yī)生通過佩戴Meta(META.US)旗下Quest 2頭顯在醫(yī)療中心指定的虛擬現(xiàn)實(VR)實驗室里進(jìn)行了3D模擬手術(shù)。

這個手術(shù)被稱為反向全肩關(guān)節(jié)置換術(shù),，持續(xù)大約兩個小時,，需要外科醫(yī)生仔細(xì)地在神經(jīng)血管結(jié)構(gòu)和肺部周圍導(dǎo)航。Shine的主治醫(yī)師對其進(jìn)行監(jiān)督指導(dǎo),。模擬程序結(jié)束后,，Shine帶著頭顯回家練習(xí)。在手術(shù)前,，他大約每天這樣練習(xí)兩次,。

Shine在接受采訪時表示:“你可以真正微調(diào)并了解該做什么，也可以知道什么絕對不能做,，而對患者來說風(fēng)險為零,。最終，手術(shù)中沒有出現(xiàn)并發(fā)癥,，患者完全康復(fù),。有趣的是，我認(rèn)為如果主治醫(yī)生像在虛擬現(xiàn)實中那樣,，帶領(lǐng)我完成病例的每一步,，那么手術(shù)就會更順利、更快,?！?/p>

雖然對于Meta首席執(zhí)行官馬克·扎克伯格來說，消費者虛擬現(xiàn)實仍然是一個小眾產(chǎn)品,，也是一個燒錢的項目,，但事實證明，這項技術(shù)在醫(yī)療保健的某些領(lǐng)域是有價值的,。凱特林醫(yī)療代頓是美國幾十個醫(yī)療系統(tǒng)之一,，他們使用VR等新興技術(shù)來幫助醫(yī)生培訓(xùn)和治療病人。

廣義的“擴(kuò)展現(xiàn)實(XR)”包括像Quest 2這樣的完全沉浸式VR頭顯,，以及增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)設(shè)備,，用戶可以在現(xiàn)實世界的環(huán)境上看到數(shù)字覆蓋。這項新生技術(shù)是否能在整個醫(yī)療行業(yè)具有成本效益,，這在很大程度上是一個懸而未決的問題,，但早期的測試表明，VR在幫助改善健康結(jié)果方面具有潛在的效用,。

2014年,，當(dāng)時名為Facebook的Meta通過收購Oculus進(jìn)入了這個市場。三年后,，該公司推出了第一款獨立頭顯,。2021年,，乘著元宇宙的東風(fēng)，F(xiàn)acebook更名為Meta,，扎克伯格承諾投入數(shù)十億美元,，押注虛擬世界將是“互聯(lián)網(wǎng)的下一個篇章”。但自去年年初以來,，Meta的VR和AR開發(fā)部門Reality Labs已經(jīng)虧損超過210億美元,。

蘋果(AAPL.US)也正進(jìn)軍VR市場，瞄準(zhǔn)高端用戶,，推出3500美元的Vision Pro,，預(yù)計將于明年初上市。Meta計劃最快在下個月發(fā)布Meta Quest 3,。蘋果發(fā)言人沒有就Vision Pro在醫(yī)療保健領(lǐng)域的潛在用途發(fā)表評論,，但提到了6月份關(guān)于Vision Pro軟件開發(fā)工具包的公告。在公告中,，Elsevier Health總裁Jan Herzhoff表示,，她的公司的Complete HeartX混合現(xiàn)實產(chǎn)品“將通過使用超現(xiàn)實的3D模型和動畫幫助醫(yī)學(xué)生為臨床實踐做好準(zhǔn)備，幫助他們理解和可視化醫(yī)療問題,，如心室顫動,，以及如何將他們的知識應(yīng)用于患者”。

擴(kuò)展現(xiàn)實作為對患者的治療

迄今為止,，VR在醫(yī)療保健中的主要應(yīng)用之一是針對疼痛治療,。洛杉磯雪松西奈醫(yī)療服務(wù)研究中心主任Brennan Spiegel博士稱:“當(dāng)你身處一個夢幻般的網(wǎng)絡(luò)世界時，很難追蹤疼痛,?！?/p>

Spiegel表示，當(dāng)有人受傷時,，他們的痛苦既有身體上的,，也有情感上的。這些信號被發(fā)送到大腦的兩個不同部分,，VR可以阻斷這種兩種信號的傳導(dǎo),。Spiegel稱:“這是在訓(xùn)練人們?nèi)绾握{(diào)整注意力的焦點，這樣他們就可以把注意力從痛苦的經(jīng)歷上轉(zhuǎn)移開,。不僅僅是身體上的,，還有情感上的體驗?！?/p>

Spiegel表示,，西達(dá)斯-西奈醫(yī)院正準(zhǔn)備推出一個虛擬平臺，幫助患有克羅恩病,、乳糜瀉或胃酸反流等胃腸道疾病的人，以及焦慮、成癮和圍絕經(jīng)期健康問題的人,。這項技術(shù)也引起了美國退伍軍人事務(wù)部的注意,，該部門正在160多家機(jī)構(gòu)使用擴(kuò)展現(xiàn)實技術(shù)，幫助患者進(jìn)行疼痛管理,、行為治療以及身體和認(rèn)知康復(fù),。

弗吉尼亞州沉浸式項目經(jīng)理Caitlin Rawlins表示，目前在該機(jī)構(gòu)的不同地點,，該技術(shù)有40多個獨立的用例,。該項目在2015年左右首次以有限的容量引入了擴(kuò)展現(xiàn)實，隨著技術(shù)的進(jìn)步,，它找到了更多的機(jī)會來使用它,。

Rawlins表示:“我看到它發(fā)生了很大的變化?！拔沂褂玫牡谝粋€虛擬現(xiàn)實頭顯是一個笨重的大設(shè)備,，有很多電線，它必須連接到筆記本電腦上才能正常工作,?！?/p>

Rawlins稱，吸引她進(jìn)入擴(kuò)展現(xiàn)實的是看到患者的即時反應(yīng),。她回憶起她第一次看到病人使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的情景,。他是一位80多歲的老人，剛剛做了膝關(guān)節(jié)置換手術(shù),。Rawlins說,，疼痛非常嚴(yán)重，阿片類藥物不起作用,。在短短幾分鐘的虛擬現(xiàn)實體驗后,，他告訴Rawlins，他再也感覺不到腿上的疼痛了,。

Rawlins描述了另一個病例,，他是一個“乖戾的”坐在輪椅上的陸軍老兵，正在經(jīng)歷一些認(rèn)知能力的下降,。退伍軍人管理局讓病人嘗試虛擬現(xiàn)實,，看看它是否能減少對抗精神病藥物的需求。戴上頭顯,，Rawlins讓病人在虛擬的自然場景中導(dǎo)航,，穿過樹林，爬上巖石,，與鳥和鹿互動,。羅林斯說,，病人一直在笑，變成了一個“完全不同的人”,。Rawlins稱:“看到一個坐了15年輪椅的病人能在樹林里散步,，再次與動物互動，這是一個非常激動人心的時刻,。這些都是我們一次又一次看到的經(jīng)歷,。”

Spiegel和Rawlins都表示,，他們的公司與硬件無關(guān),，這意味著他們可以使用Meta、蘋果或任何其他公司生產(chǎn)的頭顯,，只要它們能支持合適的軟件,。Spiegel表示，“可能有數(shù)百萬人愿意真正購買頭顯”,，但他們將其視為游戲和娛樂設(shè)備,，對健康應(yīng)用一無所知。

Meta粗略地將醫(yī)療保健作為目標(biāo)市場,。該公司發(fā)布了案例研究,，并推廣了描繪未來外科醫(yī)生訓(xùn)練的短視頻。然而,，它似乎沒有游戲和娛樂那么重要,。例如，雖然從技術(shù)上講,，雪松西奈醫(yī)療機(jī)構(gòu)可以在Meta Quest Store中提供其軟件,，但用戶必須前往該商店中名為App Lab的部分才能訪問它。App Lab中的軟件并沒有傳統(tǒng)的營銷方式,，也不容易通過搜索被發(fā)現(xiàn),。

擴(kuò)展現(xiàn)實可供醫(yī)生練習(xí)

這項技術(shù)也正在成為許多醫(yī)學(xué)院和住院醫(yī)師項目的固定設(shè)備。在凱特琳健康代頓,，VR最近成為第一年骨科住院醫(yī)師課程的必修課,。今年7月，這些新醫(yī)生完成了為期一個月的“新兵訓(xùn)練營”,，他們在上午進(jìn)行臨床服務(wù),，下午在虛擬現(xiàn)實中練習(xí)。他們現(xiàn)在必須每周完成至少三個模塊的虛擬現(xiàn)實,，分?jǐn)?shù)超過70%,。對于像Shine這樣的高級住院醫(yī)生來說，VR培訓(xùn)還不是強(qiáng)制性的,，但凱特林醫(yī)療代頓正在積極努力將其納入每個級別的項目,。

凱特靈健康代頓骨科住院醫(yī)師項目的主任Brent Bamberger表示：“我在80年代末的訓(xùn)練方式,，我的意思是，基本上你是在看書,。我們當(dāng)時沒有視頻,。你可能會去聽講座,，你可能很幸運(yùn),，有一個標(biāo)本實驗室或其他類型的實驗室來做這件事，但你是通過觀察來學(xué)習(xí)的,?！?/p>

Reem Daboul醫(yī)生是該醫(yī)院的第一年住院醫(yī)生，盡管她說頭顯無法復(fù)制手術(shù)的物理感覺,，但她發(fā)現(xiàn)它們在很多重要方面都很有用,。她已經(jīng)可以使用頭顯來完成前髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的步驟，這是許多整形外科醫(yī)生直到第三年或更晚才學(xué)會的,。Daboul在一次采訪中說:“能夠有一些東西幫助我,，讓我知道我應(yīng)該做什么，并能夠完成步驟,，這對我來說非常有幫助,。”

凱特林醫(yī)療代頓公司的骨科項目使用了PrecisionOS公司開發(fā)的軟件,，該公司為培訓(xùn)外科醫(yī)生,、住院醫(yī)生和醫(yī)療設(shè)備代表開發(fā)了虛擬現(xiàn)實模塊。PrecisionOS聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Danny Goel博士表示,，該公司在全球擁有近80家客戶,。

羅切斯特大學(xué)的骨科住院醫(yī)師也使用PrecisionOS。該大學(xué)的退休教授Richard Miller博士說,，該軟件“復(fù)雜”,，“非常逼真”，尤其是作為一種學(xué)習(xí)程序步驟的方式,。他覺得這項技術(shù)非常有吸引力,，所以他一直在積極幫助骨科實施這項技術(shù)，盡管他三年前就退休了,。PrecisionOS拒絕透露具體的定價信息,。據(jù)稱，使用該公司軟件的成本因機(jī)構(gòu)和合作關(guān)系而異,。

Miller指出,，虛擬現(xiàn)實是一種有用的方式，可以讓住院醫(yī)生磨練自己的技能,，而不必立即應(yīng)對手術(shù)室的壓力,。他們也可以在家里練習(xí),。Miller說:“晚上我可以在家里的書房里，他們可以在宿舍里,，我們可以在虛擬世界里一起做手術(shù),。”

盡管VR有很多優(yōu)勢,，但米勒表示,，該軟件必須能夠經(jīng)常更新，以跟上護(hù)理標(biāo)準(zhǔn),、最佳實踐和手術(shù)技術(shù)的步伐,。這些都是影響醫(yī)療質(zhì)量的重要問題。它們也很重要,，因為醫(yī)院通常必須在緊張的預(yù)算下工作,，而且成本并不總是明確的。Miller說:“我真的無法從任何人那里得到確切的答案,，比如到底花了多少錢,，誰來做什么。這肯定是個障礙,?！?/p>

Bamberger表示，除了軟件方面的挑戰(zhàn),，硬件仍然相當(dāng)“笨重”,。他所在領(lǐng)域的其他人也看到了局限性。例如,，新罕布什爾州樸茨茅斯地區(qū)醫(yī)院外科醫(yī)生Rafael Grossmann的大部分職業(yè)生涯都在向人們介紹擴(kuò)展現(xiàn)實等新興技術(shù)在醫(yī)療保健方面的應(yīng)用,。

2013年，Grossmann成為第一個在手術(shù)中使用臭名昭著的谷歌頭顯的人,，在征得患者同意的情況下,，將手術(shù)過程傳輸?shù)揭婚g學(xué)生房間。谷歌制造了一款輕型增強(qiáng)現(xiàn)實設(shè)備,，可以在用戶視野范圍內(nèi)的透明屏幕上顯示微小的信息,。2013年，它首次以1500美元的價格出售給開發(fā)者和早期用戶,，并迅速吸引了科技愛好者的想象力,。

但谷歌頭顯從未成功。內(nèi)置攝像頭引發(fā)了關(guān)于隱私的爭論,，這款產(chǎn)品也成了深夜電視節(jié)目的笑柄,。十年后，Grossmann指出，他現(xiàn)在看到了這項技術(shù)的巨大市場,，特別是在醫(yī)療保健領(lǐng)域,。他說，頭顯已經(jīng)有了顯著的改進(jìn),，盡管它們?nèi)匀槐恐?，而且對醫(yī)生來說功能不全。Grossmann稱:“它的界面比三年前要好,，但對于任何類型的醫(yī)療機(jī)構(gòu)來說,，它肯定都不是理想的?！?/p>

不斷發(fā)展的研究領(lǐng)域

與醫(yī)療保健領(lǐng)域的所有技術(shù)一樣,，擴(kuò)展現(xiàn)實也必須掃清監(jiān)管障礙。美國食品和藥物管理局(FDA)有一個研究小組,，負(fù)責(zé)圍繞這項技術(shù)開展“監(jiān)管科學(xué)”。FDA的物理學(xué)家Ryan Beams與一個團(tuán)隊一起進(jìn)行了這項研究,，并就新興的AR,、VR和混合現(xiàn)實設(shè)備咨詢了一系列專家。因此,，Beams說,，F(xiàn)DA能夠幫助建立通用的最佳實踐，以測試有前途的設(shè)備,，并將其安全地推向市場,。

Beams表示：“我們可以說，這些是我們需要做的測試,，這些是你應(yīng)該做測試的方式,，然后我們可以幫助這些公司通過這些測試。你不想要的是一種可能會因為如何進(jìn)行測試的不確定性而導(dǎo)致某人被延誤的設(shè)備,?！?/p>

Spiegel也是一個名為美國醫(yī)學(xué)擴(kuò)展現(xiàn)實協(xié)會的新醫(yī)學(xué)協(xié)會的創(chuàng)始成員，該協(xié)會于2022年底成立,。他說,，它是為內(nèi)科醫(yī)生、臨床醫(yī)生和其他衛(wèi)生保健專業(yè)人員提供一種幫助指導(dǎo)該領(lǐng)域未來發(fā)展的方式,。該協(xié)會目前約有300名付費會員,，Spiegel希望在未來幾年能達(dá)到數(shù)千人。它還準(zhǔn)備推出第一本官方同行評審期刊《醫(yī)學(xué)擴(kuò)展現(xiàn)實雜志》(journal of Medical Extended Reality),。

Spiegel表示：“這不再是邊緣科學(xué),。這是現(xiàn)在的主流。還有很多工作要做。這并不是板上釘釘?shù)氖?，蛋糕還沒有烤好,，但我們已經(jīng)看到了許多層面上的巨大進(jìn)步，現(xiàn)在這已經(jīng)成為一門真正的科學(xué),?！?/p>