慧聪电子网首页 > vr/ar > VR新闻推荐 > 正文

外科医生如何将虚拟现实技术带进手术中的

http://www.ec.hc360.com2017年02月13日15:48 来源:www.eepw.com.cnT|T

    Ana Maria从未去过马丘比丘。这位61岁高龄的老人总想着能去看一看当地的高山遗址,但她饱受高血压折磨。医生也警告说,极端的高度有可能影响她的血压,甚至酿成危险。今天,身着手术服的她,即将初次游览当地古老的城墙和金字塔。

    她正身处墨西哥城一家私人诊所,被推入那个无窗的手术室时,她勉强地笑了笑。主刀医生在她的左侧大腿上画一个大圆圈,并涂上几层碘酊,然后把局麻药物注射进去。圆圈内部是一个直径大约6公分长的脂肪瘤,这就是她待会儿需要切除的组织。

    Ana在整个手术中将保持清醒,所以她才恐惧。就在主刀医生正在准备手术器材时,她的血压飙到183/93,高于平时的均值。以往病人如果出现类似症状,往往都需要注射镇静药物,以克服开刀的疼痛和焦虑。但今天却一反常态。取而代之的是,手术监督医生José Luis Mosso Vazquez取来了一个黑色头显,罩在Ana的眼前,并细心调节松紧,保证她的观看效果。

    主刀医生开始切下第一刀,鲜血不断从Ana的腿部流出。她被各式各样的医疗器械包围——手术椅、手术车、拭子、注射器,头顶还悬挂着明晃晃的无影灯,她的各种生命体征也显示在身后的监视器上。但Ana却浑然不知。她沉浸在一个三维再现的马丘比丘里。她以震撼的上帝视角俯瞰着逶迤在山脊上的整个古城,梦想之旅就这样开始了。从苔藓覆盖的墙壁和小石屋,到一级级的梯田,所有细节尽收眼底。

1

    Mosso很仔细地观察着她。这个54岁的外科医生正主导着一项实验,尝试把VR技术带进手术室,借助高科技的引导技术保障手术的顺利进行,这些工作以往通常都需要强效的止痛药和镇静剂才能做到,而有了先手段的实施,如今仅需局部麻醉就可以了。他试图证明,手术有这种辅助方式,能有效降低精神类药物的使用量,不仅可以大幅削减成本,改善墨西哥城内资金短缺医院的财政危机,而且还能降低并发症的发生率,加快病人的痊愈速度。

    然而,对于今天的手术,他还是吃不准,单单有他的头显是不是就足够了。他希望VR技术可以让Ana避免使用不必要的药物,但一旦她在手术中变得焦虑,本来已经濒临危境的部分生命体征可能一下子就会夺走她的性命。为对付这种突发的性命之虞,他已经备好了一根静脉注射通路,随时准备补充抢救的药物。

    主刀医生从Ana大腿上发现一个硕大的组织,接着医生用手指在她的皮下仔细操作,以便能成功取出这颗浑圆的“水球”。然后,他又擦拭血渍并缝合伤口。整个过程耗时不过20分钟。

    Ana非常感激。因为有VR的帮助,她几乎没有感觉到手术刀正划开她的肌肉。正如她所言:“我已经被带到另一个空间了。正常来说,我应该感到异常紧张才对,但现在我却觉得非常放松。”

    监视器如实记录了她的故事。整个手术过程中,她的血压的确是在下降。

    早在2004年,Mosso就为他的大儿子买了一个蜘蛛侠游戏,从此以后,他的生活和计划好的职业前途就发生变了。这款游戏使用了在头部投映图像的技术——这是一种早期的VR表现形式。自己儿子沉浸在游戏中的表现深深震动了Mosso。“他妈妈叫他过来吃饭,他竟然没有听见,真的什么也没有听见。当时我就想,如果我把这个技术使用在病人身上又会怎么样呢?”

    Mosso开始在上消化道内镜检查中加入游戏元素。本来,软管伸进胃的体验万分痛苦,病人通常需要镇静剂辅助,Mosso则鼓励他们玩蜘蛛侠游戏代替镇静剂的安抚作用,用以分散他们的注意力。

    他要求病人对整个过程的疼痛和焦虑进行评分,并于2006年在加州的“医学联合虚拟现实技术”大会上展示了他的成果。使用VR消除医疗过程中不适的想法,最早是在西雅图、华盛顿的高校被提出的,当时,认知心理学家Hunter Hoffman和同事已经开发出一款名为Snow World的VR游戏,用以帮助病人忍受严重烧伤时的护理疼痛。研究人员希望,身体沉浸在一个三维计算机场景的错觉能够转移病人的注意力,使他们不再感觉到现实世界的伤痛。结果成功了:Hoffman的团队的试验显示,Snow World降低了病人在创伤护理时的疼痛感受,有效率达到50%,同时也能降低大脑疼痛相关区的活动。

    但在其他医疗领域中,取得的成果就相对较少了。在2006年的大会上,Mosso遇见了AlbertRizzo。Rizzo是一位就职于南加州大学的心理学专家(现为医疗VR总监),也用内镜做过相似的研究。Mosso说:“他提出了10个案例,而我提出了200个。”Rizzo向Mosso展示那个他在用的昂贵的、先进的头显。Mosso坦言:“那是另一个世界。”但随后,Rizzo透露他也正在为自家的仪器更新装备,准备安装一款和蜘蛛侠相同的游戏。

    Mosso说:“此刻我的生活彻底被改变了。Rizzo救了我。”被Mosso成果所震动,Rizzo送了他一部头显,并说服同事Brenda Wiederhold允许Mosso使用其专为病人缓解疼痛开发的部分虚拟环境。

    Mosso带着新装备返回墨西哥后,就开始在一个广阔的舞台上尝试VR技术,从产后恢复到心脏手术。VR帮助病人放松心情,轻松面对刀切之苦,但不得不说的是,部分成功案例都只是一些小型的日间手术,只是去除脂肪瘤、囊肿和疝一类的小手术。病人在接受这类手术时往往都是清醒状态,依靠镇静剂克服疼痛困扰。他又用了一个Wiederhold开发的名为Enchanted Forest的虚拟场景。用户在其中可以探索溪流、湖泊、树木和高山。(Mosso在个人笔记写道,虚拟世界必须能让人放松。如果一个射击游戏能够制造兴奋催高病人的血压的话,那么无论多能分散注意力,都可能增加失控出血的风险。)

2

2

    Mosso依然是唯一一个公开发表“在手术中使用VR降低痛苦成效”的科学家。在一项有着140人的研究中,他发现,使用VR的实验组,在术中的疼痛和焦虑方面比对照组降低了24个百分点。他也在一个更小规模的随机试验中得到了近似的结果。

    为病人提供VR辅助,同样也能减半原来他们需要的镇静剂的剂量,而且在许多情况下,还能完全避免镇静剂的使用。这对于Mosso所在的地区来说,此举也能大幅度节约诊所的开销;镇静类药物,如芬太尼和咪达唑仑,都非常昂贵。他预测,此举大概能降低手术开销的25%左右,尽管他目前还没有更多翔实的数据可以给出一个精确的估计值。削减药物剂量应该能降低并发症的发生风险,以及能加快病人的康复时间。Mosso还计划进行更深入的计划以验证他的猜想。他说,总体而言,病人如果仅仅接受局部麻醉的话,术后一小时就能回家了,而那些接受了镇静剂的病人通常需要一整天才能恢复过来。

    Wiederhold说:“这种做法可以降低成本,加快恢复时间,还能降低并发症的发生风险。真的是难以置信。我们现在实施的计划,就连美国都还裹足不前。”Panamerican大学的医学院院长GregorioObrador也对此留下深刻印象。最初,他承认:“我觉得简直就是痴人说梦。因为我已经习惯于‘药物治疗疼痛’这一老思路。但在看了关于VR和疼痛缓解的文献后,我承认VR真的能在缓解疼痛方面派上用场。”

    Mosso目前已经在超过350例外科手术中加入了VR手段,他希望看见VR成为手术室中消除疼痛的常规手段。与单纯的药物治疗相比,他认为技术会大幅度、大范围地改变病人接受治疗的模式。

责任编辑:孙丁磊

热门活动更多>>

电子采购经理人俱乐部 开启采购新篇章

时间:2017年1月21日

地点:深圳