8 月 13 日消息，據(jù)外媒 Science Daily 報道，倫敦國王學(xué)院（King’s College London）研究人員開發(fā)了一種新型的核磁共振兼容虛擬現(xiàn)實系統(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，實現(xiàn)沉浸式和更舒適的體驗。
這種新型系統(tǒng)非常適合患者在進(jìn)行核磁共振（MRI）檢查時使用，通過眼球追蹤以控制視覺場景并實現(xiàn)交互，不僅無額外的外部控制器，還減少了患者頭部運(yùn)動。這對那些恐懼 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說是非常有必要的。
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)報告》（Scientific Reports）上發(fā)表。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41598-021-95634-y
一、凝視追蹤患者眼球，漸進(jìn)式校準(zhǔn)營造沉浸式體驗
在構(gòu)建 MRI 兼容 VR 系統(tǒng)時，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，即通過檢測患者面部特征來定位眼睛區(qū)域，并通過評估頭部姿勢來確定視線方向，為患者創(chuàng)造出更沉浸式體驗。
同時，對焦慮癥和幽閉恐懼癥的患者來說，漸進(jìn)式校準(zhǔn)特點擴(kuò)大了眼睛在空間領(lǐng)域范圍，因為在 MRI 檢查時，患者在掃描儀看到的場景被替換為沉浸式 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。
倫敦國王學(xué)院研究員 Kun Qian 說，對大多數(shù)人來說，做 MRI 檢查有著很不好的體驗，由于檢測儀過于狹窄，且檢測中伴隨巨大的聲音，并且要求被檢測者盡可能保持靜止。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：“我們渴望找到其他方法，使兒童和一些弱勢人群能夠更好進(jìn)行核磁共振掃描。當(dāng)一個人沉浸在 VR 環(huán)境中，他們完全不知道周圍的環(huán)境。如果我們能夠建造一個 VR 系統(tǒng)并與 MRI 環(huán)境兼容，可以很大提高 MRI 檢測成功率?！?/p>
二、特制 VR 頭盔高度防光，患者與虛擬世界凝視互動
據(jù)了解，MRI 兼容 VR 系統(tǒng)的主要創(chuàng)新之一是，患者可以與虛擬世界進(jìn)行互動，無需移動身體，只需眼睛凝視 VR 投放的內(nèi)容，通過眨眼等方式進(jìn)行互動。
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，這款頭盔是高度隱蔽防光的，患者無法看清周圍的環(huán)境，也不會意識到位置的變化。
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 檢查體驗由被動和枯燥轉(zhuǎn)變?yōu)榛雍褪孢m。
一旦當(dāng) MRI 檢測儀啟動，交互式 VR 系統(tǒng)便會進(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，這種體驗直到 MRI 檢測結(jié)束。
三、獲參與者積極反饋，研究人員將開發(fā)更多 VR 內(nèi)容
Qian 博士稱，他們下一步行動是開發(fā) VR 內(nèi)容，并在患者中進(jìn)行測試?！伴_發(fā)合適的內(nèi)容是至關(guān)重要的，因為有效的系統(tǒng)，需要保證患者擁有更長時間的沉浸感。因此 VR 投放內(nèi)容會因年齡和認(rèn)知能力來進(jìn)行區(qū)分，我們需要針對不同的臨床患者進(jìn)行調(diào)整?！盦ian 博士說。
在論文中，研究人員也寫到，雖然目前 VR 的內(nèi)容有限，但在實驗中，所有參與者包括成人與兒童都對自己的 VR 體驗給予了積極的反饋，他們將繼續(xù)開發(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：“我們非常開心，因為我們設(shè)計的這款系統(tǒng)讓更多患者可以正常地進(jìn)行 MRI 檢查。這項研究成果不僅會對臨床實踐產(chǎn)生巨大的影響，而且還為我們對大腦功能、行為和社交技能的研究開辟新道路。”
結(jié)語：VR 系統(tǒng)或被用于更多臨床治療
VR 技術(shù)讓 MRI 檢測不再是孤獨、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。
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，虛擬沉浸式體驗可以更好地緩解患者內(nèi)心不安。未來，VR 系統(tǒng)或許會被用于更多的臨床治療和修復(fù)。
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