虚拟现实和增强现实技术在医学领域有哪些应用？
虚拟现实已经发展了许多年，为人熟知的就是VR游戏。但除了游戏以外，它还有没有其他用途？我们发现到它可能对医疗健康也有好处，并在快速发展之中。
虚拟现实在康复领域的应用
2022年，中国医科大学的研究人员分析了46,116 篇关于VR技术在康复领域的研究文献，他们把这些研究的主题分为了9组。
第0组（运动学）、第1组（康复）、第2组（脑损伤）、第3组（运动游戏）、第4组（老化)、第 5 组（运动康复）、第 6 组（运动能力）、第 7 组（脑瘫）和第 8 组（运动强度）。
在第0组，即运动学，科学家们设计了一个基于运动学理论的 VR 康复系统来测量、监测和预测结果，并取得了很好的效果。例如，研究人员开发了各种VR场景用于颈椎损伤的康复训练；运动员下肢损伤；以及中风患者的手臂、手和躯干运动。他们提出了基于 VR 环境的运动学评估和测量方法。
在第1组，即神经康复，对用于神经康复的 VR 技术的研究兴趣正在增加。科学家们从脑卒中后视觉空间感知受损患者、间歇性θ爆发刺激对神经康复计划的增强作用以及运动想象在脑机接口中的使用等角度，通过实验证明了VR系统在神经康复和运动辅助中的作用。因此，VR 程序被认为是安全的，并且可以在患有神经系统疾病的患者中使用标准的神经康复方案进行。
在第2组，即脑损伤，科学家们从实验和回顾的角度展示了针对脑损伤患者、急性中枢神经系统损伤患者和职业康复训练的 VR 训练系统的实验结果。重要的是，大多数患者对 VR 训练有反应，并在步态功能、平衡控制、职业康复训练和其他方面表现出改善。
在第3组，即运动游戏，McMahon 等人调查了 VR 健身游戏，以增强有智力和发育障碍的高中学生的身体活动。他们的研究结果表明，当学生使用 VR 锻炼游戏干预时，他们增加了身体活动的持续时间和强度。Nambi 等在他们的心理和激素分析研究中发现，与传统运动训练计划相比，VR 运动训练对患有慢性腰痛的美国足球运动员更有效。在一项多中心对照试验中，Meyns 等的研究结果表明，痉挛性脑瘫儿童的运动游戏改善了之前平衡能力不佳的问题。
在第4组，即老龄化，几项调查集中在老年患者的上肢康复干预和整体技能提高上。Molina等分析了 13 种 VR 运动游戏对老年患者身体机能的影响。另一组使用预测恢复潜力算法研究了老年慢性中风患者的肘部和肩部运动。训练提高了积极性，但对身体机能衰老的益处尚不清楚。
在第5组，即运动康复，科学家研究了各种 VR 训练设备。例如，一个团队使用 VR 增强机器人辅助步态训练来监测 15 名慢性中风患者的步态、运动、平衡、对跌倒的恐惧和独立性。研究人员观察到，研究参与者在任务中的认知表现和步态速度得到改善。另一项研究在对随机对照试验的系统调查中，确定了特定 VR 系统对中风后上肢功能和活动恢复的好处，并报告说，与传统疗法相比，特定 VR 系统对上肢恢复非常有益。
在第6组，即运动能力，研究人员设计了远程 VR 和增强现实康复训练跑步机，以记录帕金森病或中风患者的训练数据。实验结果表明，灵活性和平衡性得到改善，VR 康复方法可以提供个性化的康复策略，同时也提高了患者的参与度。为了确定基于 VR 的介入治疗的好处，之前的范围审查报告称，动态平衡措施在治疗干预后显着改善；因此，专注于 VR 训练的强度和剂量反应的稳健研究设计可以提高治疗运动障碍的方法的功效。
在第7组，即脑瘫，科学家们利用通过 VR 康复训练系统获得的数据，研究了步态、空间感知练习、功能移动、外骨骼、视觉运动构造以及脑瘫儿童的其他方面。在步态康复过程中，双手表现和认知康复获得显着改善。此外，结合红外识别技术的增强现实实时反馈方法被用于评估脑瘫儿童步态训练期间的时间和步态参数。重要的是，干预后步频、速度、功能性行走以及双侧步长和步幅均有所增加。
在第8组，即运动强度，科学家发现训练因素（训练强度、长时间活动和休息得到优化）可能会提供训练优化刺激。de Vries 等确定了 VR 平衡游戏的一些元素，这些元素可能会提供力量训练刺激。Baniña 等调查了亚急性卒中参与者上肢运动恢复与运动强度之间的关系。他们发现 VR 康复可用于生成强化锻炼计划；但是，应该发布更明确的运动进展指南。
此外，研究人员还通过文献分析，确定了今后潜在的2个研究方向——视频游戏和年轻人。
视频游戏。研究发现 VR 视频游戏简单且对患者有吸引力，这将提高患者参与的积极性。在对 12 名老年患者和 13 名智障儿童进行 VR 视频游戏测试后进行的测量和评估显示运动能力的临床改善和对生活质量的积极影响。荣格等人调查了 Xbox Kinect（微软公司）训练对痉挛性双瘫脑瘫青少年下肢运动功能的影响。使用标准行业工具测量的结果测量表明，青少年表现出显着改善。之前的一项随机对照试验评估了 VR 舞蹈训练计划的影响，该计划涉及使用 Xbox 360 Kinect 游戏，对患有姿势性过度后凸的年轻女性的脊柱后凸角度和呼吸参数的影响，并表明舞蹈游戏是一种有效的治疗方法。Deutsch 等要求 15 名患有慢性中风后阶段轻度至中度下肢功能障碍的人使用 Kinect Light Race 游戏，结果表明，与标准护理活动相比，视频游戏提供了相当的强度、更高的准确性、更多的乐趣和更少的劳累。基于虚拟现实的视频游戏在康复领域的应用是当前潜在的研究方向。
年轻人。VR 康复训练研究主要集中在运动康复方面，例如脊柱、步态或平衡，与成人研究相比，对青少年的研究较少。2018年至2021年间出现了爆款关键词young adult，表明学者们开始关注对青少年的积极生理、社会和心理影响。Fralish 等 [54 ]，在一个为期 3 周的 6 次 VR 会话的案例研究中，报告称特定的 VR 程序在生理和社会心理上对身体残疾的年轻人有推定的帮助（情绪改善）。史密斯等 [[55 ] 提出了针对患有严重精神疾病和患有自闭症谱系障碍的过渡年龄青少年的 VR 求职面试培训系统，从而提高了面试技巧和就业机会。
虚拟现实对疼痛的治疗
巴塞罗那大学，认知、发展和教育心理学系的研究人员探讨了沉浸式虚拟现实(VR)系统如何用于疼痛研究和治疗。
疼痛是一种普遍的、完全主观的、多方面的不愉快体验。慢性疼痛会严重致残，不仅会严重影响患者的生活质量，还会影响他们对身体自我的认知。
最早的关于疼痛的VR研究之一强调了注意力在疼痛调节中的作用。然而，分散注意力在“慢性疼痛”治疗中似乎没有那么有用。身体表征在疼痛调节中的作用也被描述为一个关键因素。身体基质和疼痛之间紧密的神经连接为通过身体幻觉影响疼痛提供了机会。通过虚拟现实系统，可以调节对疼痛和身体表现的注意力。
简单来说，因为疼痛是一种由大脑神经触发而产生的感觉，虚拟现实可能可以对大脑神经产生调节作用。也就是说，医生可能在未来不是给你开“镇痛药”，而是“镇痛VR”。
这一方面涉及许多专业知识，感兴趣的朋友可以阅读文末原报告。
值得注意的是，上述只涉及康复和疼痛2个大方向。虚拟现实在医疗健康相关领域的研究还有许多，比如心理健康相关的治疗。希望尽快出现可以让大家实际使用的虚拟现实医疗健康服务。
参考资料
1.虚拟现实康复的研究现状和新兴趋势：文献计量学和知识图谱研究 https://games.jmir.org/2023/1/e41091/
2.VR技术缓解疼痛 https://rd.springer.com/chapter/10.1007/7854_2022_402 ，点我下载PDF文档。
微信公众号名称：生活壹佰
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