倫敦國(guó)王學(xué)院(King’s College London)研究人員開(kāi)發(fā)了一種新型的核磁共振兼容虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(MRI Compatible Virtual Reality System)，即利用眼球追蹤技術(shù)(Eye Tracking Techniques )和 VR 技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)沉浸式和更舒適的體驗(yàn)。
這種新型系統(tǒng)非常適合患者在進(jìn)行核磁共振(MRI)檢查時(shí)使用，通過(guò)眼球追蹤以控制視覺(jué)場(chǎng)景并實(shí)現(xiàn)交互，不僅無(wú)額外的外部控制器，還減少了患者頭部運(yùn)動(dòng)。這對(duì)那些恐懼 MRI 檢查的群體，如兒童、智力障礙人群以及患有幽閉恐懼癥或焦慮癥的人來(lái)說(shuō)是非常有必要的。
該論文名為《在核磁共振成像系統(tǒng)內(nèi)使用的基于眼球追蹤的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)》(An eye tracking based virtual reality system for use inside magnetic resonance imaging systems)，目前已在《科學(xué)報(bào)告》(Scientific Reports)上發(fā)表。
一、凝視追蹤患者眼球，漸進(jìn)式校準(zhǔn)營(yíng)造沉浸式體驗(yàn)
在構(gòu)建 MRI 兼容 VR 系統(tǒng)時(shí)，研究者們使用了凝視追蹤引擎(Gaze Tracking Engine)，這種追蹤方式有漸進(jìn)校準(zhǔn)細(xì)化的特點(diǎn)，即通過(guò)檢測(cè)患者面部特征來(lái)定位眼睛區(qū)域，并通過(guò)評(píng)估頭部姿勢(shì)來(lái)確定視線方向，為患者創(chuàng)造出更沉浸式體驗(yàn)。
同時(shí)，對(duì)焦慮癥和幽閉恐懼癥的患者來(lái)說(shuō)，漸進(jìn)式校準(zhǔn)特點(diǎn)擴(kuò)大了眼睛在空間領(lǐng)域范圍，因?yàn)樵?MRI 檢查時(shí)，患者在掃描儀看到的場(chǎng)景被替換為沉浸式 VR 內(nèi)容，這在很大程度上緩解了幽閉恐懼感，讓患者可以更有效地接受檢查。
倫敦國(guó)王學(xué)院研究員 Kun Qian 說(shuō)，對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，做 MRI 檢查有著很不好的體驗(yàn)，由于檢測(cè)儀過(guò)于狹窄，且檢測(cè)中伴隨巨大的聲音，并且要求被檢測(cè)者盡可能保持靜止。據(jù)了解，5 歲以下兒童的核磁共振掃描失敗率高達(dá) 50%。
Qian 博士說(shuō)：“我們渴望找到其他方法，使兒童和一些弱勢(shì)人群能夠更好進(jìn)行核磁共振掃描。當(dāng)一個(gè)人沉浸在 VR 環(huán)境中，他們完全不知道周?chē)沫h(huán)境。如果我們能夠建造一個(gè) VR 系統(tǒng)并與 MRI 環(huán)境兼容，可以很大提高 MRI 檢測(cè)成功率。”
二、特制 VR 頭盔高度防光，患者與虛擬世界凝視互動(dòng)
據(jù)了解，MRI 兼容 VR 系統(tǒng)的主要?jiǎng)?chuàng)新之一是，患者可以與虛擬世界進(jìn)行互動(dòng)，無(wú)需移動(dòng)身體，只需眼睛凝視 VR 投放的內(nèi)容，通過(guò)眨眼等方式進(jìn)行互動(dòng)。
為了給患者提供身臨其境的 VR 環(huán)境，研究人員研發(fā)了一種特殊的 VR 頭盔，可以安全地在 MRI 掃描儀中使用。同時(shí)，這款頭盔是高度隱蔽防光的，患者無(wú)法看清周?chē)沫h(huán)境，也不會(huì)意識(shí)到位置的變化。
除此之外，患者還需要佩戴耳塞以及配有麥克風(fēng)的光學(xué)消噪耳機(jī)。這些工具有助于患者與掃描儀外的醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行有效溝通，也讓 MRI 檢查體驗(yàn)由被動(dòng)和枯燥轉(zhuǎn)變?yōu)榛?dòng)和舒適。
一旦當(dāng) MRI 檢測(cè)儀啟動(dòng)，交互式 VR 系統(tǒng)便會(huì)進(jìn)行正確定位，系統(tǒng)里投影儀將立即投放視頻，為被患者提供沉浸式的內(nèi)容，這種體驗(yàn)直到 MRI 檢測(cè)結(jié)束。
三、獲參與者積極反饋，研究人員將開(kāi)發(fā)更多 VR 內(nèi)容
Qian 博士稱(chēng)，他們下一步行動(dòng)是開(kāi)發(fā) VR 內(nèi)容，并在患者中進(jìn)行測(cè)試。“開(kāi)發(fā)合適的內(nèi)容是至關(guān)重要的，因?yàn)橛行У南到y(tǒng)，需要保證患者擁有更長(zhǎng)時(shí)間的沉浸感。因此 VR 投放內(nèi)容會(huì)因年齡和認(rèn)知能力來(lái)進(jìn)行區(qū)分，我們需要針對(duì)不同的臨床患者進(jìn)行調(diào)整。”Qian 博士說(shuō)。
在論文中，研究人員也寫(xiě)到，雖然目前 VR 的內(nèi)容有限，但在實(shí)驗(yàn)中，所有參與者包括成人與兒童都對(duì)自己的 VR 體驗(yàn)給予了積極的反饋，他們將繼續(xù)開(kāi)發(fā)更多適合患者的 VR 內(nèi)容。
另一位論文創(chuàng)作者 Tomoki Arichi 博士說(shuō)：“我們非常開(kāi)心，因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)計(jì)的這款系統(tǒng)讓更多患者可以正常地進(jìn)行 MRI 檢查。這項(xiàng)研究成果不僅會(huì)對(duì)臨床實(shí)踐產(chǎn)生巨大的影響，而且還為我們對(duì)大腦功能、行為和社交技能的研究開(kāi)辟新道路。”
結(jié)語(yǔ)：VR 系統(tǒng)或被用于更多臨床治療
VR 技術(shù)讓 MRI 檢測(cè)不再是孤獨(dú)、幽閉和黑暗的環(huán)境，也為患者減少了恐懼和擔(dān)憂，更讓一些特殊患者，比如兒童和幽閉恐懼癥患者可以正常地進(jìn)行 MRI 檢測(cè)。
隨著技術(shù)地發(fā)展，將 VR 技術(shù)用在臨床治療地情況越來(lái)越多，VR 技術(shù)也正在改變傳統(tǒng)的就診、治療方式。雖然目前還不能作為主要的治療方式，但作為輔助性的工具，虛擬沉浸式體驗(yàn)可以更好地緩解患者內(nèi)心不安。未來(lái)，VR 系統(tǒng)或許會(huì)被用于更多的臨床治療和修復(fù)。
關(guān)鍵詞： 倫敦國(guó)王學(xué)院 核磁共振 虛擬現(xiàn)實(shí) 舒適
營(yíng)業(yè)執(zhí)照公示信息