事关生命的医疗行业,总会出现患者“病急乱投医”的现象,人们总期盼采用新的技术解决目前难以克服的疑难杂症,对于AR、VR技术来说,切入医疗行业似乎不足为奇。在医疗行业目前渴求的精准、远程、移动等各个方面,AR无疑都有巨大助益。那么AR技术该如何更好地切入医疗行业呢?患有幻肢痛的人们将向你展示AR技术在该领域的应用前景。
幻肢痛及传统治疗
没有人愿意截肢,失去自己的一部分身体。但是不管是出于肿瘤、血管堵塞、糖尿病这样的疾病,还是车祸、自然灾害,以及不可抗拒的战争等因素,每一年都会有大量的人为了保全生命而进行截肢。当你想要用你的右手拿起筷子,发现你的右手不存在了,这顿饭将难以咽下。截肢患者在生理、心理上饱受煎熬,最让他们难以忍受的是主要的并发症:幻肢痛。
你明明感觉你的肢体还存在,但是一眼望去它早就无影无踪,有的只是疼痛,“就像是拿着钢针往肉里猛扎然后拔出来,再接着连续猛扎两次,这个痛苦过程几秒钟或者十几秒就要重复一次”。更为恐怖的是“黑夜发作,让你根本无法休息,时时刻刻折磨你的肉体和精神,即将崩溃的神经让你极易发怒,真有生不如死的感觉,好多次都想在楼上往下一跳了之。”
选择止痛药只是暂时的缓解了这种局面,你会渐渐形成药物依赖,开始是一粒两粒,紧接着是一把两把,药物渐渐地失去了效力。很多人都会猜测幻肢痛的成因,中医说可能跟经络不畅有关,“通则不痛,痛则不通”;西医说可能与身体机能改变有关;也有研究说,与心理和记忆等因素有关。没有人告诉你确切的答案。
你去医院治疗,等待你的将是“镜像治疗”,它能够缓解疼痛。你遇到的情形通常是这样的:将你残缺的肢体藏在镜后,通过平面镜,观看健康的肢体的反射镜像。就好像你残缺的肢体又能够正常运动了。你的大脑会受到欺骗,但这种欺骗却会使你提高动作能力,激活那些引发幻肢痛的脑部调节中心,从而缓解肢体疼痛。
有时,你不得不忍受医生对你的摆弄:你需要在整个过程中保持肢体的对称性动作,只有这样,你的大脑才会被欺骗。通过镜像治疗和一系列的放松疗法、心理暗示,最终你能够实现提高痛阈,减轻疼痛反应,降低疼痛程度。你也能够在家中实施这种操作。对于高达数百万的患有幻肢痛的截肢人群,这似乎尤为可行。
但是在镜中,为了保证对称性的动作,你仅仅只能做出少数动作。新技术“数位镜像系统”在传统镜像治疗基础上推出,它通过影像撷取、处理和成像,通过数位即时影像使得镜子不再只是镜子。你能够做出更多不同的动作,增加对脑部的刺激,让视觉回馈在大脑中产生更大的活化效果。
你可能听说过,镜像治疗的原理在于激活大脑中的镜像神经元。在对猕猴的大脑运动前区皮层F5区的研究中发现:当研究猕猴在抓握食物时的神经元放电活动,实验者偶然发现当自己抓起食物,观察到的猕猴大脑区域也发生了放电现象。这种将观察到的现象投射到自身行为的特性使得F5区神经元被命名为镜像神经元。镜像神经元能够在自己运动和观察运动时被激活,这也就意味着你可以通过视觉反馈达到治疗效果。
幻肢痛的AR解决方案
如果可以选择,你会采用“数位镜像系统”来缓解疼痛。但是AR技术的诞生,将使你把目光转向它,通过它你能更大幅度的减轻幻肢痛。
你会说,你并不需要依靠通过玩VR游戏转移注意力这样的例子来缓解疼痛。它并不一样。瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员通过AR和AI机器学习技术,成功地使幻肢痛患者的疼痛程度和发病频率降低50%以上,并且使得需要止痛药的人群降低了对药物的依赖。Max Ortiz Catalan博士也率先在《柳叶刀》期刊上公布了这一发现。
你会好奇它与镜像治疗的区别在何处。镜像治疗,通过观看你健全侧的肢体使大脑误以为患处肢体正常。而这项技术将使你通过视频中截肢肢体的正常运动来对你的大脑完成刺激。此前使你困扰的动作不便,在AR中也将不再成为你的困扰。
要通过AR展现非健全肢体的正常运动,简单地说需要以下几个步骤:
1、记录肢体活动。通过在截肢处放置表面电极能够记录下肢体活动信号。
2、运动与信号相匹配。将肢体活动与患者想要实现的预期运动进行匹配。
3、信号解读与转换。通过此前两个步骤,系统完成对这些特定信号的学习。通过对输入的信号进行解读,将其转换为特定动作,比如:你能够实现张开与闭合手掌。
通过Catalan博士设计的系统,虚拟肢体能够完成实时的AR视觉反馈。你的患肢想要做出的动作,能够通过信号输入与解读,再发送到AR端口,在屏幕上将再现这些手势。甚至,你能够使用这个原理来玩游戏。
Catalan博士表示,目前采样范围较小,共14名截肢患者(手臂截肢患者)。他希望在以后研究的过程中能够将腿部的截肢患者纳入治疗系统。目前研究中的14名患者通过为数12次的AR治疗,幻肢痛的症状均有所好转,并降低了对药物的依赖。Catalan的这项“非侵入性,低风险”的疗法无疑有着巨大的潜力,日前其已经免费向公布发布了相关代码。
零镜观点
医疗行业因其特殊的行业特性,无疑是先进技术最容易寻找到突破口的地方。患者愿意花费巨额资金在治疗病症上。但是医疗行业存在着的壁垒,使得拥有着大量资源的人能够提前抢占这块高地。而对于没有大量资源的人来说,仅仅只能依靠自身实力说话。像文中解决幻肢痛的案例一样证明其切实有效,这样可能会使得运用这项新技术的厂家能够进入到医学的领域。另一方面,除了直接性的治疗,要切入医学领域,其实还有另一种方式——医疗培训。在这一方面,VR、AR无疑都拥有着广泛的应用前景。
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