文/Bob Woods

译/ 骆 佳

 

元宇宙，是数字世界的下一个大事件。在元宇宙世界，真实自我的数字化身将能够进行各种虚拟互动，从购物、游戏到旅行。“书呆子”们说，技术上的努力可能需要10年或更长时间才能达到这一步。

目前，医疗行业正在使用一些基本组件，这些组件也是元宇宙的构成部件——虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)和人工智能(AI)——以及软件和硬件来支持一些应用程序。例如，医疗器械公司使用混合现实组装和设计手术室手术工具，世界卫生组织（WHO）正在使用基于增强现实技术和智能手机来追踪新冠疫情感染者的活动轨迹，精神病学家使用VR治疗创伤后应激(PTS)，医学院正在使用VR技术对学生进行手术技能培训。

 

 

Facebook、Oculus 头显和新冠疫情

2014年，Facebook（现在的Meta平台）以20亿美元收购Oculus及其虚拟现实头盔技术，此后开发出许多医疗保健应用。最新的一个合作由Facebook专注于研发虚拟现实及增强现实的Reality Labs、英国动画工作室Nexus Studios和世卫组织学院（WHO Academy）共同展开。三方联手为全球抗击新冠疫情的卫生工作者设计了一款移动学习应用程序，其中一项培训课程涉及增强现实技术，即在智能手机上模拟如何正确地穿戴和脱卸防护装备。该应用采用7 种语言展示，是根据世界卫生组织去年对全球2.2万名卫生工作者进行调研后获知的需求单而构建的。

Oculus技术被用于康涅狄格大学医疗中心UConn Health中心培训整形外科住院医生。由加拿大医疗软件公司PrecisionOS提供骨科领域的虚拟现实培训和教育模块。戴上Oculus Quest耳机后，接受培训的住院医生可以在3D图像中看到一系列外科手术演示，比如在骨折处钉上一个钉子固定。由于这一过程是虚拟的，学生拥有自己动手及试错的机会，并能得到老师的即时反馈，以便再次尝试和修正。

2016年，微软(Microsoft) 推出HoloLens AR智能眼镜，随后进入商业开发阶段。密歇根州卡拉马祖医疗技术公司斯瑞克(Stryker) 是该设备的早期使用者。2017年，该公司开始利用AR设备改善医院和手术中心的手术室设计流程。手术室一般由不同的外科科室共用——从普通外科到骨科、心外科和其他外科，因此照明、设备和手术工具会因不同科室的不同手术过程而存在差异。

第二代智能眼镜HoloLens 2为手术室设计提供了2D和3D建模功能，斯瑞克的工程师能够使用全息图设计共享设计过程。混合体验将所有人员、器材和设备可视化，而不需要具体实物或真人亲赴现场。

齐默生物（Zimmer Biomet） 是一家位于美国印第安纳州华沙的医疗设备公司，该公司最近推出了OptiVu混合现实解决方案平台，采用HoloLens设备和三种应用程序——第一种是使用混合体验技术制造手术工具，第二种是收集和存储数据来追踪患者手术前后的进展，第三种是允许临床医生在手术前与患者分享混合体验经历。

齐默生物的一位发言人表示：“我们目前正在美国、欧洲、中东和非洲地区及澳大利亚试用全息眼镜，并提供远程协助。”据称，该技术已被用于远程病例实践和培训项目，该公司正在开发HoloLens上的软件应用程序，作为专注于手术前和手术后的数据解决方案的一部分。

 

微软对未来的全息愿景

今年3月， 微软展示了由其Azure云服务支持的混合体验平台Mesh，该平台允许不同地点的人们在各种设备（包括HoloLens 2、一系列VR头盔、智能手机、平板电脑和个人电脑）上加入3D全息体验。微软公司在其博客文章中展示了医科学生的“数字化身”聚集在一个全息模型周围学习人体解剖学，剥离肌肉层探求下面的肌肉组织情况。

在现实世界中，增强现实医疗技术的应用中，约翰霍普金斯大学的外科医生今年6月首次对患者进行了增强现实手术。在第一台手术中，医生执行脊柱融合术在病人的脊柱中放置了6颗螺钉。两天后，另一组外科医生从该病人的脊柱上切除了一个肿瘤。两个小组都佩戴了以色列Augmedics公司制造的一个头戴式设备，该设备配备了一个透明的显示器，可以根据CT扫描显示病人的内部解剖图像（骨骼和其他组织），“就像在佩戴者的眼睛前放置了一个GPS导航仪。”

迈阿密大学米勒医学院戈登医学教育模拟与创新中心则利用增强现实、虚拟现实和混合现实技术来培训急救人员救治创伤患者，包括那些中风、心脏病发作或身患枪伤的患者。医学生在“哈维”——一个可以逼真地模拟所有心脏病类型的人体模型上练习挽救生命的心脏手术。戴上虚拟现实头盔，医学生可以“看到”底层的解剖结构。

“在数字环境中，我们不受物理对象的束缚，”医学教授、戈登医学教育模拟与创新中心主任巴里· 艾森伯（Barry Issenberg）格教授表示，在开发虚拟技术课程之前，学生们必须亲身到现场，在真实创伤患者身上进行实际操作培训与演练。而现在我们可以保证所有学生都获得相同的虚拟体验，不受时空限制，这是一个巨大的进步。”

自1999年成立以来，南加州大学创意技术研究所(ICT) 开发了VR、AI等技术，以解决各种医疗和心理健康问题。“当我第一次参与进来的时候，技术还处于‘新石器时代’，”在心理学家、ICT医疗虚拟现实主任阿尔伯特·里佐（Albert Rizzo）的回忆中，从前的实验工具，类似第三代iPhone或者任天堂的掌上游戏机，而如今他使用的是Oculus、惠普等公司提供的VR和AR头盔。

里佐帮助创建了一种名为Bravemind的虚拟现实暴露疗法，旨在缓解PTS 带来的困扰。在暴露疗法中，患者在训练有素的治疗师的指导下，通过模拟自身的经历来面对创伤记忆。戴上耳机，患者可以沉浸在几种不同的虚拟场景中。

里佐透露：“患者用键盘模拟人、叛乱分子、爆炸，甚至气味和震动等。”而不是仅仅依赖于想象一个特定的场景，患者可以在一个安全的虚拟世界中体验它，作为传统谈话治疗的替代方案。Bravemind疗法在多家医院采用后，被证明能显著减少患者的PTS症状。