去年，俄亥俄州代頓凱特林醫療中心(Kettering Health Dayton)骨科住院醫師的叁年級學生Jake Shine在他作爲協助醫師進行第一次重大肩關節置換手術的幾天前，他與其主治醫生通過佩戴Meta(META.US)旗下Quest 2頭顯在醫療中心指定的虛擬現實(VR)實驗室裏進行了3D模擬手術。
這個手術被稱爲反向全肩關節置換術，持續大約兩個小時，需要外科醫生仔細地在神經血管結構和肺部周圍導航。Shine的主治醫師對其進行監督指導。模擬程序結束後，Shine帶着頭顯回家練習。在手術前，他大約每天這樣練習兩次。
Shine在接受采訪時表示:“你可以真正微調並了解該做什麽，也可以知道什麽絕對不能做，而對患者來說風險爲零。最終，手術中沒有出現並發症，患者完全康複。有趣的是，我認爲如果主治醫生像在虛擬現實中那樣，帶領我完成病例的每一步，那麽手術就會更順利、更快。”
雖然對于Meta首席執行官馬克·紮克伯格來說，消費者虛擬現實仍然是一個小衆産品，也是一個燒錢的項目，但事實證明，這項技術在醫療保健的某些領域是有價值的。凱特林醫療代頓是美國幾十個醫療系統之一，他們使用VR等新興技術來幫助醫生培訓和治療病人。
廣義的“擴展現實(XR)”包括像Quest 2這樣的完全沉浸式VR頭顯，以及增強現實(AR)設備，用戶可以在現實世界的環境上看到數字覆蓋。這項新生技術是否能在整個醫療行業具有成本效益，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在幫助改善健康結果方面具有潛在的效用。
2014年，當時名爲Facebook的Meta通過收購Oculus進入了這個市場。叁年後，該公司推出了第一款獨立頭顯。2021年，乘着元宇宙的東風，Facebook更名爲Meta，紮克伯格承諾投入數十億美元，押注虛擬世界將是“互聯網的下一個篇章”。但自去年年初以來，Meta的VR和AR開發部門Reality Labs已經虧損超過210億美元。
蘋果(AAPL.US)也正進軍VR市場，瞄准高端用戶，推出3500美元的Vision Pro，預計將于明年初上市。Meta計劃最快在下個月發布Meta Quest 3。蘋果發言人沒有就Vision Pro在醫療保健領域的潛在用途發表評論，但提到了6月份關于Vision Pro軟件開發工具包的公告。在公告中，Elsevier Health總裁Jan Herzhoff表示，她的公司的Complete HeartX混合現實産品“將通過使用超現實的3D模型和動畫幫助醫學生爲臨床實踐做好准備，幫助他們理解和可視化醫療問題，如心室顫動，以及如何將他們的知識應用于患者”。
擴展現實作爲對患者的治療
迄今爲止，VR在醫療保健中的主要應用之一是針對疼痛治療。洛杉矶雪松西奈醫療服務研究中心主任Brennan Spiegel博士稱:“當你身處一個夢幻般的網絡世界時，很難追蹤疼痛。”
Spiegel表示，當有人受傷時，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。Spiegel稱:“這是在訓練人們如何調整注意力的焦點，這樣他們就可以把注意力從痛苦的經曆上轉移開。不僅僅是身體上的，還有情感上的體驗。”
Spiegel表示，西達斯-西奈醫院正准備推出一個虛擬平台，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、成瘾和圍絕經期健康問題的人。這項技術也引起了美國退伍軍人事務部的注意，該部門正在160多家機構使用擴展現實技術，幫助患者進行疼痛管理、行爲治療以及身體和認知康複。
弗吉尼亞州沉浸式項目經理Caitlin Rawlins表示，目前在該機構的不同地點，該技術有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展現實，隨着技術的進步，它找到了更多的機會來使用它。
Rawlins表示:“我看到它發生了很大的變化。“我使用的第一個虛擬現實頭顯是一個笨重的大設備，有很多電線，它必須連接到筆記本電腦上才能正常工作。”
Rawlins稱，吸引她進入擴展現實的是看到患者的即時反應。她回憶起她第一次看到病人使用虛擬現實技術的情景。他是一位80多歲的老人，剛剛做了膝關節置換手術。Rawlins說，疼痛非常嚴重，阿片類藥物不起作用。在短短幾分鍾的虛擬現實體驗後，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，正在經曆一些認知能力的下降。退伍軍人管理局讓病人嘗試虛擬現實，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航，穿過樹林，爬上岩石，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裏散步，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曆。”
Spiegel和Rawlins都表示，他們的公司與硬件無關，這意味着他們可以使用Meta、蘋果或任何其他公司生産的頭顯，只要它們能支持合適的軟件。Spiegel表示，“可能有數百萬人願意真正購買頭顯”，但他們將其視爲遊戲和娛樂設備，對健康應用一無所知。
Meta粗略地將醫療保健作爲目標市場。該公司發布了案例研究，並推廣了描繪未來外科醫生訓練的短視頻。然而，它似乎沒有遊戲和娛樂那麽重要。例如，雖然從技術上講，雪松西奈醫療機構可以在Meta Quest Store中提供其軟件，但用戶必須前往該商店中名爲App Lab的部分才能訪問它。App Lab中的軟件並沒有傳統的營銷方式，也不容易通過搜索被發現。
擴展現實可供醫生練習
這項技術也正在成爲許多醫學院和住院醫師項目的固定設備。在凱特琳健康代頓，VR最近成爲第一年骨科住院醫師課程的必修課。今年7月，這些新醫生完成了爲期一個月的“新兵訓練營”，他們在上午進行臨床服務，下午在虛擬現實中練習。他們現在必須每周完成至少叁個模塊的虛擬現實，分數超過70%。對于像Shine這樣的高級住院醫生來說，VR培訓還不是強制性的，但凱特林醫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師項目的主任Brent Bamberger表示：“我在80年代末的訓練方式，我的意思是，基本上你是在看書。我們當時沒有視頻。你可能會去聽講座，你可能很幸運，有一個標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習的。”
Reem Daboul醫生是該醫院的第一年住院醫生，盡管她說頭顯無法複制手術的物理感覺，但她發現它們在很多重要方面都很有用。她已經可以使用頭顯來完成前髋關節置換術的步驟，這是許多整形外科醫生直到第叁年或更晚才學會的。Daboul在一次采訪中說:“能夠有一些東西幫助我，讓我知道我應該做什麽，並能夠完成步驟，這對我來說非常有幫助。”
凱特林醫療代頓公司的骨科項目使用了PrecisionOS公司開發的軟件，該公司爲培訓外科醫生、住院醫生和醫療設備代表開發了虛擬現實模塊。PrecisionOS聯合創始人兼首席執行官Danny Goel博士表示，該公司在全球擁有近80家客戶。
羅切斯特大學的骨科住院醫師也使用PrecisionOS。該大學的退休教授Richard Miller博士說，該軟件“複雜”，“非常逼真”，尤其是作爲一種學習程序步驟的方式。他覺得這項技術非常有吸引力，所以他一直在積極幫助骨科實施這項技術，盡管他叁年前就退休了。PrecisionOS拒絕透露具體的定價信息。據稱，使用該公司軟件的成本因機構和合作關系而異。
Miller指出，虛擬現實是一種有用的方式，可以讓住院醫生磨練自己的技能，而不必立即應對手術室的壓力。他們也可以在家裏練習。Miller說:“晚上我可以在家裏的書房裏，他們可以在宿舍裏，我們可以在虛擬世界裏一起做手術。”
盡管VR有很多優勢，但米勒表示，該軟件必須能夠經常更新，以跟上護理標准、最佳實踐和手術技術的步伐。這些都是影響醫療質量的重要問題。它們也很重要，因爲醫院通常必須在緊張的預算下工作，而且成本並不總是明確的。Miller說:“我真的無法從任何人那裏得到確切的答案，比如到底花了多少錢，誰來做什麽。這肯定是個障礙。”
Bamberger表示，除了軟件方面的挑戰，硬件仍然相當“笨重”。他所在領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醫院外科醫生Rafael Grossmann的大部分職業生涯都在向人們介紹擴展現實等新興技術在醫療保健方面的應用。
2013年，Grossmann成爲第一個在手術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，將手術過程傳輸到一間學生房間。谷歌制造了一款輕型增強現實設備，可以在用戶視野範圍內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者和早期用戶，並迅速吸引了科技愛好者的想象力。
但谷歌頭顯從未成功。內置攝像頭引發了關于隱私的爭論，這款産品也成了深夜電視節目的笑柄。十年後，Grossmann指出，他現在看到了這項技術的巨大市場，特別是在醫療保健領域。他說，頭顯已經有了顯著的改進，盡管它們仍然笨重，而且對醫生來說功能不全。Grossmann稱:“它的界面比叁年前要好，但對于任何類型的醫療機構來說，它肯定都不是理想的。”
不斷發展的研究領域
與醫療保健領域的所有技術一樣，擴展現實也必須掃清監管障礙。美國食品和藥物管理局(FDA)有一個研究小組，負責圍繞這項技術開展“監管科學”。FDA的物理學家Ryan Beams與一個團隊一起進行了這項研究，並就新興的AR、VR和混合現實設備咨詢了一系列專家。因此，Beams說，FDA能夠幫助建立通用的最佳實踐，以測試有前途的設備，並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，這些是你應該做測試的方式，然後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爲如何進行測試的不確定性而導致某人被延誤的設備。”
Spiegel也是一個名爲美國醫學擴展現實協會的新醫學協會的創始成員，該協會于2022年底成立。他說，它是爲內科醫生、臨床醫生和其他衛生保健專業人員提供一種幫助指導該領域未來發展的方式。該協會目前約有300名付費會員，Spiegel希望在未來幾年能達到數千人。它還准備推出第一本官方同行評審期刊《醫學擴展現實雜志》(journal of Medical Extended Reality)。
Spiegel表示：“這不再是邊緣科學。這是現在的主流。還有很多工作要做。這並不是板上釘釘的事，蛋糕還沒有烤好，但我們已經看到了許多層面上的巨大進步，現在這已經成爲一門真正的科學。”