虛擬現(xiàn)實(shí)新玩法

陳婧

游戲可以治病嗎？事實(shí)上，應(yīng)用于健康和醫(yī)療行業(yè)用途的虛擬現(xiàn)實(shí)治療手段，正變得更加成熟。

早在1993年虛擬現(xiàn)實(shí)就被用于心理治療領(lǐng)域，如今的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)逐漸擺脫了高成本的限制。當(dāng)時(shí)的Immersadesk 3D投影系統(tǒng)的售價(jià)高達(dá)12.5萬(wàn)美元，虛擬頭盔顯示系統(tǒng)的售價(jià)也不低于1萬(wàn)美元，分辨率只有640x480，需要配合昂貴的SGI工作站來(lái)處理粗糙的頭部動(dòng)作跟蹤以及仿真級(jí)的3D建模。而以O(shè)culusRift為典型的價(jià)格便宜且質(zhì)量上佳的頭戴式顯示設(shè)備，為虛擬現(xiàn)實(shí)療法走進(jìn)普通診所奠定了基礎(chǔ)。

2016年這樣的技術(shù)也將變得常態(tài)化。美國(guó)Akili Interactive實(shí)驗(yàn)室旗下因?yàn)橐豢钣螒蚨@得了包括輝瑞制藥的和美國(guó)心理健康研究中心的支持。游戲的主角是一個(gè)黃色的外星小人，玩家駕駛著小木筏，奔馳在扭曲的水面上。游戲的任務(wù)很簡(jiǎn)單，擊中水中不時(shí)竄出的藍(lán)色小魚，同時(shí)避開其他顏色的魚和飛鳥。抓獲的魚越多，游戲難度越高。這個(gè)游戲用于測(cè)定正常孩子和患有注意缺陷障礙或多動(dòng)癥孩子之間大腦活動(dòng)的差異。

目前這個(gè)游戲已經(jīng)通過(guò)了美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的八項(xiàng)臨床測(cè)試，證明其可以用于治療多動(dòng)癥、自閉癥和抑郁癥。Akili目前的重要目標(biāo)便是盡早完成實(shí)驗(yàn)，有望成為世界上第一款通過(guò)FDA認(rèn)證的虛擬現(xiàn)實(shí)醫(yī)療設(shè)備。電子游戲在用于治療自閉癥和抑郁癥方面已有多年的經(jīng)驗(yàn)，但未來(lái)有一天，醫(yī)生就可以合法地開出處方，安排用游戲?yàn)榛颊咧委?，而無(wú)需大量的藥物。

一個(gè)評(píng)論家曾就人腦的運(yùn)行機(jī)制說(shuō)道：“多么高貴的理性，多么無(wú)限的才能！”意思就是，多么像上帝。盡管科學(xué)技術(shù)一直在進(jìn)步，人類大腦卻仍然隱藏在神秘面紗后面。2013年美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬向全球公布了“推進(jìn)創(chuàng)新神經(jīng)技術(shù)腦研究計(jì)劃”，其最終的臨床應(yīng)用包括通過(guò)直接改變神經(jīng)回路來(lái)診斷和治療疾病。我們對(duì)大腦的了解程度要比對(duì)人體其他器官的了解程度落后50年。這塊寶藏的神秘面紗剛剛被掀起一個(gè)角，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在這個(gè)領(lǐng)域的科研和教學(xué)方面都大有幫助。用于心理治療

英國(guó)紐卡斯特大學(xué)正在利用“藍(lán)屋”（BlueRoom）系統(tǒng)用于治療心理恐懼，幫助患者重返正常生活。這一實(shí)驗(yàn)的對(duì)象是9名7到13歲的男孩，他們被放置在360度無(wú)死角裝有全息影像設(shè)備的屋子中，周圍播放著此前對(duì)孩子造成心理創(chuàng)傷的畫面。他們戴著立體眼鏡進(jìn)入治療室，站在中央，而電腦產(chǎn)生的形象投射至6面墻壁上?！安∪送耆桓鞣N形象所包圍，具有極其強(qiáng)烈的真實(shí)感。他們完全陷入環(huán)境之中。”心理學(xué)家在‘藍(lán)屋”內(nèi)陪伴他們，引導(dǎo)他們逐步適應(yīng)環(huán)境，最終幫助他們克服恐懼。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，9個(gè)孩子中有8個(gè)能夠良好地處理恐懼情境，其中4個(gè)孩子完全擺脫了心理恐懼。

對(duì)那些恐怖癥病人來(lái)說(shuō)，站在高處，或看見(jiàn)蜘蛛、蟒蛇，或面對(duì)迎面而來(lái)的撞車事故時(shí)，會(huì)產(chǎn)生極度恐懼。最有效的治療方法是暴露療法，即治療師讓病人暴露于所恐怖的對(duì)象之前。但傳統(tǒng)的方法存在很多缺陷，即難以控制那些因素。例如，當(dāng)治療師陪同對(duì)飛行恐怖的病人時(shí)，無(wú)法控制希望達(dá)到的飛行高度。

但在虛擬環(huán)境中，治療師與病人可以選擇是否有氣流、天氣是否良好、是否起飛或降落等，再建立使患者產(chǎn)生恐高心理的虛擬情景，如乘坐上升中的安裝透明玻璃的電梯、從高樓的樓頂上向下觀看時(shí)，患者在治療過(guò)程中避免出現(xiàn)過(guò)強(qiáng)的恐高反應(yīng)，也保證了患者的人身安全。

當(dāng)然，虛擬現(xiàn)實(shí)療法對(duì)于某些恐懼癥患者而言，也凸顯了性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)一一以飛行恐懼癥患者為例，從前采用“現(xiàn)實(shí)世界”的暴露療法時(shí)，需要購(gòu)買來(lái)回兩張飛機(jī)票，患者和醫(yī)生各一張，甚至需要多次乘坐，現(xiàn)在昂貴的機(jī)票費(fèi)用完全可以省下來(lái)，并且節(jié)省了醫(yī)療時(shí)間。

在以前，醫(yī)生通常會(huì)使用“想象力引導(dǎo)”的方法去幫助某些精神創(chuàng)傷患者進(jìn)行修復(fù)。有時(shí)候會(huì)遇到一些想象力有問(wèn)題的患者，這種方法就無(wú)法奏效了。有了虛擬現(xiàn)實(shí)療法，在引導(dǎo)患者進(jìn)入回憶狀態(tài)時(shí)會(huì)輕松很多。更何況，對(duì)于某些患有焦慮癥和應(yīng)激障礙的阿富汗或伊拉克戰(zhàn)場(chǎng)的退伍軍人，不可能將他們重新帶回那些激戰(zhàn)正酣的戰(zhàn)地前沿。

而通過(guò)類似Oculus Rift這樣的沉浸式體驗(yàn)，在治療中，通過(guò)戰(zhàn)場(chǎng)植被、直升機(jī)及其他戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境物體虛擬畫面，來(lái)誘導(dǎo)患者進(jìn)入初步回憶狀態(tài)，通過(guò)催眠式的語(yǔ)言引導(dǎo)，詢問(wèn)“是不是看到綠油油的水草、稻田間吃草的水牛，以及穿梭于密林叢中的士兵”，來(lái)徹底沉入當(dāng)時(shí)所處環(huán)境的記憶深處。如此循環(huán)反復(fù)的誘導(dǎo)刺激，加上虛擬現(xiàn)實(shí)情境，讓試驗(yàn)者喚起他們?cè)趹?zhàn)場(chǎng)中的恐懼和傷痛回憶，試驗(yàn)者可以看到子彈橫飛、直升飛機(jī)起落、火箭炮發(fā)射等場(chǎng)景。在這一過(guò)程中，心理專家會(huì)根據(jù)他們的身體反應(yīng)，進(jìn)行有效的心理疏導(dǎo)。

這種新穎的治療方式也改善了病人的自信心。有些厭食癥患者由于誤認(rèn)為自己過(guò)于肥胖而不愿進(jìn)食才患病的，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可用于糾正此類患者對(duì)自己體形的態(tài)度。在實(shí)驗(yàn)室里，治療師制作了一個(gè)模擬厭食癥患者的虛擬人，然后讓患者觀看這名虛擬人如何成功完成各種對(duì)體形有著嚴(yán)格要求的任務(wù)，如鉆過(guò)狹小的通道。在訓(xùn)練后，患者重新對(duì)自己的體態(tài)有了認(rèn)知，愿意以積極的態(tài)度配合治療。

作為最早開展網(wǎng)絡(luò)心理學(xué)治療的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，經(jīng)過(guò)十年的努力，魁北克大學(xué)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)將重點(diǎn)放在病理性賭博、飲食紊亂、精神分裂、陌生環(huán)境恐怖癥和性犯罪的治療。加拿大政府正在考慮用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，測(cè)試、評(píng)估性侵犯罪犯的心理治療效果，罪犯通過(guò)測(cè)試，才能被釋放出獄。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的心理治療在美國(guó)和加拿大已經(jīng)非常受到病人歡迎。虛擬現(xiàn)實(shí)療法公司Virtually Better的臨床心理學(xué)家馬拉特·薩諾夫（Marat Zanov）指出，目前已有數(shù)百個(gè)臨床研究案例顯示，在對(duì)普通的恐懼癥以及深度焦慮癥的治療上，虛擬療法的效果不亞于真實(shí)療法的效果。但研究學(xué)者也謹(jǐn)慎表示，應(yīng)當(dāng)將新科技作為一種工具，但不可以取代治療過(guò)程。用于精密手術(shù)

與心理治療不同的場(chǎng)景還原是虛擬現(xiàn)實(shí)已經(jīng)具有足夠的精確性，能夠輔助進(jìn)行高精度的醫(yī)療手術(shù)。2014年7月22日，在法國(guó)的喬治·蓬皮杜醫(yī)院，進(jìn)行了人類歷史上第一次“虛擬現(xiàn)實(shí)手術(shù)”。這家醫(yī)院是法國(guó)乃至全歐洲最現(xiàn)代化的醫(yī)院。來(lái)自該院的法國(guó)外科醫(yī)生就在髖關(guān)節(jié)手術(shù)中佩戴了虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，將Oculus Rift和GoPro進(jìn)行結(jié)合作為手術(shù)的教學(xué)工具使用，用來(lái)給其它實(shí)習(xí)醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)視頻體驗(yàn)教學(xué)。

這次實(shí)驗(yàn)由巴黎笛卡爾大學(xué)的托馬斯·格里高利（Thomas Gregory）醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)。在手術(shù)過(guò)程中，有兩個(gè)互為同步的GoPro攝像頭安裝在他的前額上，它們以烏瞰式角度，記錄了其做髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)的過(guò)程，最終可以得到醫(yī)生視角下的三維手術(shù)視頻。這個(gè)視頻可以給醫(yī)學(xué)院學(xué)生和住院實(shí)習(xí)醫(yī)生通過(guò)Oculus Rift播放，這是前所未有的。

而2015年11月，波蘭華沙的心臟病機(jī)構(gòu)的心臟病專家在一個(gè)慢性完全閉塞的心臟手術(shù)中，使用谷歌眼鏡成功地清除了一位49歲男性患者右冠脈的堵塞物，并恢復(fù)了血液流動(dòng)。這種技術(shù)在現(xiàn)階段，可稱為“介入性心臟病的最終前沿”，因?yàn)樗某晒β什豢深A(yù)知同時(shí)利用現(xiàn)有技術(shù)治療閉塞冠狀動(dòng)脈存在困難。

傳統(tǒng)的治療冠狀動(dòng)脈堵塞，通常使用一個(gè)帶有一個(gè)小氣囊的導(dǎo)管通過(guò)手臂或腹股溝插入到病變的部位，由X射線實(shí)時(shí)圖像引導(dǎo)，將導(dǎo)管引導(dǎo)到病變區(qū)域。手術(shù)醫(yī)師通過(guò)膨脹的氣球，撐開動(dòng)脈內(nèi)徑。當(dāng)氣球被移走后，一個(gè)由不銹鋼網(wǎng)制成的支架，將永久性地保持血管的開啟。

但借助谷歌眼鏡這種可穿戴式的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，該系統(tǒng)提供了冠狀動(dòng)脈CT血管造影（CTA）3D重建，還有一個(gè)免動(dòng)手的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)可以縮放和改變圖像。頭戴顯示系統(tǒng)讓醫(yī)生們?cè)诓东@圖像和視頻的同時(shí)，還可以和周圍的環(huán)境進(jìn)行交互。手術(shù)醫(yī)師的視野得到了很大幅度改善，提高了操作者的流暢性和介入性心臟病學(xué)手術(shù)的成功率。

除了冠心病的治療，神經(jīng)外科手術(shù)可能是最復(fù)雜、要求最高的手術(shù)之一。在手術(shù)時(shí)，神經(jīng)外科醫(yī)生必須在性命攸關(guān)的關(guān)鍵部位搜尋和操刀，這要求醫(yī)生必須充分掌握人體解剖學(xué)知識(shí)。傳統(tǒng)影像和掃描以二維的方式反映解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，“半數(shù)以上的信息都是以二維圖像的形式接受評(píng)估的，但醫(yī)生努力要解決的其實(shí)是一個(gè)3D問(wèn)題”。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)，可以更加方便神經(jīng)外科醫(yī)生進(jìn)行三維的結(jié)構(gòu)辨認(rèn)。

新加坡國(guó)立腦神經(jīng)醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)外科部門，已經(jīng)應(yīng)用了Dextroscope虛擬現(xiàn)實(shí)手術(shù)系統(tǒng)。所有相關(guān)影像，如磁共振影像、CT掃描、靜脈及血管造影等輸入Dextroscope系統(tǒng)后，形成一個(gè)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的三維界面。

這個(gè)系統(tǒng)可以使醫(yī)生有機(jī)會(huì)探討及考慮各種模擬方法以決定最佳手術(shù)方案，為病人‘量身打造”手術(shù)方案。這些復(fù)雜工具的運(yùn)用，以病人的實(shí)際掃描與影像為基礎(chǔ)，可以進(jìn)行腦腫瘤的曲線、直線或者立體測(cè)量以及模擬性組織去除，對(duì)涉及手術(shù)部分結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系提供了重要信息，提升了神經(jīng)外科領(lǐng)域病人護(hù)理、手術(shù)療效及安全水平。

而運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最有趣的手術(shù)，或許將發(fā)生在整容行業(yè)。位于紐約的bodySCULP宣布，他們將是第一個(gè)提供虛擬現(xiàn)實(shí)服務(wù)的整形外科機(jī)構(gòu)，潛在的客戶將能夠提前看到并且體驗(yàn)手術(shù)將如何改變他們的外貌。該體驗(yàn)將會(huì)用到Oculus Rift頭戴式顯示器，手術(shù)可能出現(xiàn)的結(jié)果，如吸脂、豐臀和其他塑身技術(shù)都可以真實(shí)模擬。該診所認(rèn)為，“整形外科醫(yī)生和病人之間的關(guān)系現(xiàn)在已經(jīng)增進(jìn)到一個(gè)新的階段。有了這些眼鏡，一個(gè)病人可以在虛擬影像里提前看到他們想要變成的樣子，實(shí)時(shí)地看到可以實(shí)現(xiàn)的未來(lái)。”

用于預(yù)防康復(fù)醫(yī)學(xué)

來(lái)自歐洲國(guó)家的多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)也正在使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行疾病的預(yù)測(cè)，其中就包括阿爾茲海默病。根據(jù)國(guó)際阿爾茲海默病協(xié)會(huì)（ADJ）公布的數(shù)據(jù)，到2050年，世界阿爾茲海默病及其他類型的癡呆癥患者人數(shù)預(yù)計(jì)將翻兩番，達(dá)到1.35億人左右，這將給社會(huì)帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)。

近十年來(lái)，制藥集團(tuán)在心臟病和癌癥藥物的開發(fā)上取得了大幅進(jìn)展，卻沒(méi)有任何阿爾茲海默病的有效新藥面世。2002-2012年間，旨在預(yù)防、治療或改善阿爾茲海默病癥狀的昂貴的藥物試驗(yàn)中，有99.6%以失敗告終或終止開發(fā)，而癌癥藥物的比例則為81%。科學(xué)家們表示，鑒于阿爾茲海默病病因仍然不明，加上該病的異質(zhì)性、診斷的困難性和病情發(fā)展的緩慢性，預(yù)防是目前最明確的出路。

八國(guó)集團(tuán)制訂了一個(gè)樂(lè)觀的目標(biāo)，希望到2025年前找到有效的預(yù)防療法。德國(guó)波恩神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病中心的盧卡斯·孔茨召集了一批年齡在侶至30的志愿者，測(cè)試他們某些腦細(xì)胞的功能。他們?cè)谧⒁饬?、?guī)劃和決策的能力上表現(xiàn)的不足，往往是很多退化性疾病的常見(jiàn)癥狀，包括阿爾茲海默病。

美國(guó)的Akili Interactive實(shí)驗(yàn)室也制作了一款測(cè)定正常人和可能患有阿爾茲海默病患者之間大腦活動(dòng)差異的游戲。這款游戲能在玩耍過(guò)程中每秒鐘監(jiān)測(cè)65種數(shù)據(jù)，分析出游戲玩家存在何種認(rèn)知缺陷。這些試驗(yàn)可能篩選出那些擁有阿爾茲海默氏病高遺傳風(fēng)險(xiǎn)的志愿者，讓科學(xué)家們提前幾十年預(yù)測(cè)阿爾茲海默病的發(fā)生。

在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)于痛覺(jué)管理十分有效，大有用武之地。從生理上恢復(fù)中風(fēng)后的創(chuàng)傷、緩解慢性疼痛或是改善帕金森病人的生理表現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)可能擁有極大潛力。

南加州大學(xué)創(chuàng)新技術(shù)研究所開發(fā)多種原型產(chǎn)品，可以幫助燒傷患者減輕治療過(guò)程中的疼痛感。一個(gè)名為“冰雪世界”的虛擬現(xiàn)實(shí)游戲，可以緩解燒傷病人的傷痛。這個(gè)虛擬的冰雪世界里，有冰冷的河流和瀑布，還有雪人和企鵝。病人可以飛躍冰雪覆蓋的峽谷或者投擲雪球，此時(shí)他們的注意力完全集中于冰雪世界，無(wú)暇顧及傷痛。在實(shí)驗(yàn)中，一名三度燒傷病人嘗試了這個(gè)理療項(xiàng)目，幾乎感覺(jué)不到治療過(guò)程中身體移動(dòng)所帶來(lái)的疼痛，甚至不知道自己是不是真的在理療，完全陶醉在游戲中。

此外，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，截肢病人只需要戴上耳機(jī)和傳感器，即可進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)世界，此時(shí)他們不僅可以感受到自己肢體的存在，還能控制虛擬肢體完成特定動(dòng)作。經(jīng)過(guò)7到10個(gè)30分鐘療程后，這些患者的幻肢癥都已得到明顯改善。

中風(fēng)病人也可以看到肢體復(fù)健的福音一一洛桑理工大學(xué)旗下一家公司融合了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與神經(jīng)科學(xué)，幫助中風(fēng)和大腦損傷患者重新學(xué)會(huì)使用四肢和價(jià)格并不昂貴的康復(fù)產(chǎn)品。他們的實(shí)驗(yàn)表明，“中風(fēng)后的頭三周是最佳時(shí)期。中風(fēng)一周后就開始康復(fù)治療是完全可行的?！?/p>

中風(fēng)患者會(huì)在屏幕上看到自己健全肢體的形象在做各種動(dòng)作，然后這個(gè)形象被反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，讓大腦以為受損肢體實(shí)際上是健康的。患者在指導(dǎo)下進(jìn)行一系列練習(xí)，這些練習(xí)可以在醫(yī)院或在家里完成，有一個(gè)定制的攝像機(jī)跟蹤他們的活動(dòng)。這些練習(xí)促進(jìn)了大腦與受損肢體間神經(jīng)元連接的早期激活，在許多病例中，手臂和腿部能夠重新活動(dòng)起來(lái)。

例如，中風(fēng)患者會(huì)被有意識(shí)地指導(dǎo)進(jìn)行攀巖動(dòng)作：“登山全景畫面，是用裝在一個(gè)特制三角架上的16個(gè)GoPro攝像機(jī)提前錄制的真實(shí)畫面。栩栩如生的音響則是用4對(duì)麥克風(fēng)錄制的。頭戴式視圖器裝配了立體攝像機(jī)，拍攝你的手、腳與身體動(dòng)作，再通過(guò)實(shí)時(shí)播放使你沉浸在景色當(dāng)中。你的大腦因此“受騙”，以為自己真的攀懸在崖壁上。”由此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在一番精密的測(cè)算和模擬后，誘導(dǎo)和強(qiáng)化你的大腦重新去布線。