虛擬現實將如何改變醫學

焦慮症、成癮、急性疼痛和中風康復只是虛擬現實療法已經應用的一些領域

西莉亞·克蘭皮恩

如果你仍然認為虛擬現實是反烏托邦科幻小說和極客遊戲玩家的領域,那你最好再想一想。VR 比你說“頭號玩家”還要快地開始改變我們的世界,而醫學很可能是第一個受到深刻影響的領域。斯坦福大學的行為神經科學家沃爾特·格林利夫一直在關注這個領域的發展,從 VR 頭顯售價 75,000 美元並且非常笨重的時代開始,他記得用磚塊來平衡它們。如今,有些頭顯重約一磅,售價不到 200 美元。遊戲和娛樂正在推動當前的銷售,但格林利夫預測,“最深刻和最重要的市場將是臨床護理以及改善健康和福祉。”

即使在早期,當用戶進入一個解析度低得可笑的世界時,VR 也顯示出巨大的前景。到 20 世紀 90 年代中期,研究表明它可以分散患者對痛苦醫療程式的注意力並緩解焦慮症。最初的成功案例之一是 雪世界,它將燒傷患者沉浸在涼爽的冰雪景觀中,在那裡他們可以向卡通企鵝和雪人投擲雪球,暫時阻擋護士正在擦洗傷口、拉伸疤痕組織和小心更換敷料的真實世界。2011 年的一項研究 對燒傷病房的 54 名兒童進行了研究,發現 VR 療程期間疼痛最多減輕了 44%,此外,這些受傷的孩子表示他們“玩得很開心”。

另一個成功案例出現在 9/11 事件之後。紐約長老會醫院/威爾康奈爾醫學中心的心理學家喬安·迪菲德開始對患有創傷後應激障礙 (PTSD) 的世貿中心倖存者以及後來從阿富汗和伊拉克返回計程車兵使用 VR。


支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。


在迪菲德的實驗室裡,我看到了最初的 9/11 VR 程式,其中包含曼哈頓下城的場景,以及更新的 Bravemind 系統,該系統描繪了伊拉克和阿富汗的地點。Bravemind 由南加州大學的阿爾伯特“斯基普”·裡佐和阿諾·哈索爾特在國防部資助下開發,用於在美國約 100 個地點治療 PTSD。該方法基於暴露療法,患者在治療師的指導下,精神上重新審視創傷的根源,治療師幫助他們形成更連貫、侵入性更小的記憶。在 VR 中,患者不僅僅是重新想象場景,而是沉浸其中。

迪菲德向我展示了治療師如何在 Bravemind 中定製場景以匹配患者的經歷。一個按鍵可以改變天氣,新增槍聲或祈禱的呼喚。它可以引爆汽車炸彈或不祥地清空市場。可選的氣味選單使患者能夠透過金屬管嗅到火藥或香料的味道。“你透過暴露療法所做的是系統地回顧創傷,”迪菲德解釋說。“我們正在教大腦處理和組織記憶,以便它可以被歸檔,並且不再不斷侵入患者的生活。”經過 9 到 12 次逐漸加強的療程後,結果可能是驚人的。2010 年的一項研究 對 20 名患者進行了研究,發現 16 名患者在接受 VR 治療後不再符合 PTSD 的標準。

直到最近,大規模的 VR 研究仍然缺失。隨著更便宜、更便攜的系統的出現,這種情況正在迅速改變。迪菲德、裡佐和其他三個人剛剛完成了一項針對近 200 名 PTSD 患者的隨機對照試驗。預計將於今年釋出,它可能會闡明哪些患者在這種高科技療法中效果最佳,哪些患者效果不佳。在與她的同事,燒傷外科醫生亞伯拉罕·洪的研究中,迪菲德旨在量化雪世界後繼者熊爆的止痛效果,這是一款迷人的 VR 遊戲,患者在其中向咯咯笑的卡通熊投擲球。他們將測量燒傷患者在玩遊戲時是否需要較低劑量的靜脈止痛藥。

格林利夫列舉了至少 20 個臨床領域,從外科手術培訓到中風康復再到藥物濫用,VR 正在被應用。例如,它可以幫助康復中的成癮者透過練習“拒絕技巧”來避免復發——在虛擬酒吧拒絕飲酒或在虛擬聚會上拒絕海洛因。腦成像表明,這些場景可以喚起非常真實的渴望,就像 Bravemind 可以喚起 PTSD 發作時心跳加速的恐慌一樣。研究人員預見到有一天,VR 將幫助降低精神保健的成本並使其更易於獲得,包括在農村地區。

2017 年的一篇 回顧 25 年工作的引人注目的論文中,裡佐和合著者塞巴斯蒂安·柯尼格詢問臨床 VR 是否終於“準備好迎接黃金時段”。如果今天的更大規模的研究證實了之前的發現,那麼答案似乎是顯而易見的“是”。

克勞迪婭·瓦利斯 是一位屢獲殊榮的科學記者,其作品曾發表在《紐約時報》、《時代週刊》、《財富》和《新共和國》上。她曾擔任《時代週刊》的科學編輯和《大眾科學思想》的執行編輯。

更多作者:克勞迪婭·瓦利斯
大眾科學雜誌第 320 卷第 2 期本文最初以“虛擬現實的承諾”為標題發表在 大眾科學雜誌 第 320 卷第 2 期 (),第 18 頁
doi:10.1038/scientificamerican0219-18
© .