VR頭盔已經(jīng)漸漸走進(jìn)我們的生活，讓看電影、玩游戲的體驗(yàn)更加逼真，甚至已經(jīng)開(kāi)始嘗試在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用。
但根據(jù)此前的報(bào)道，VR醫(yī)療目前大多數(shù)還停留在精神性、心理性等疾病的層次，為患者營(yíng)造一個(gè)虛擬的環(huán)境，但VR醫(yī)療僅僅滿(mǎn)足于此嗎？
Oculus應(yīng)用幫助研究人員尋找DNA如何發(fā)生突變
紐約市威爾康奈爾醫(yī)學(xué)中心的研究人員已經(jīng)開(kāi)始使用VR技術(shù)，來(lái)更好地理解癌癥基因突變的狀況了。他們?yōu)镺culus頭盔開(kāi)發(fā)了一個(gè)新的程序，讓用戶(hù)看到并與微觀蛋白質(zhì)的3D模型進(jìn)行交互。
這個(gè)項(xiàng)目被稱(chēng)為“IPM VR”，意思是“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)VR研究所”，旨在讓研究人員更加容易確定患者DNA的哪個(gè)地方發(fā)生了突變，以及如何發(fā)生突變，因而導(dǎo)致了癌癥，他們的目標(biāo)是幫助全國(guó)醫(yī)生更好地了解突變，從而快速找到最好的治療方法來(lái)狙擊這種疾病。
從醫(yī)學(xué)的角度講，每個(gè)人都有一些DNA突變。一些是遺傳的，另一些是吸煙或暴曬太陽(yáng)等環(huán)境因素產(chǎn)生的，而另一些只是自發(fā)形成的新的細(xì)胞形式。其中大多數(shù)是良性的，但是錯(cuò)誤的突變組合有時(shí)可以導(dǎo)致特定器官或區(qū)域中的細(xì)胞生長(zhǎng)失控，最終抑制身體的正常功能，這種失控的生長(zhǎng)過(guò)程就是癌癥。
通過(guò)觀察蛋白質(zhì)——我們DNA中的遺傳指令創(chuàng)建的分子構(gòu)建塊——你可以了解到哪些基因突變有危害。這項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)立者奧利維爾艾利蒙說(shuō)：“DNA水平上的突變沒(méi)有什么影響，只有當(dāng)基因被轉(zhuǎn)錄形成蛋白質(zhì)，這些突變開(kāi)始表達(dá)自身的時(shí)候才會(huì)有問(wèn)題。”
蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是三維的，但通常是它被打印在紙上。如果臨床醫(yī)生沒(méi)有看到3D蛋白質(zhì)模型，他們無(wú)法徹底了解突變的影響。正是在這種情況下，康奈爾中心的科學(xué)家開(kāi)發(fā)了IPM VR，為研究人員和臨床醫(yī)生提供了一種沉浸式的方法，來(lái)檢查患者的獨(dú)特基因突變。
Oculus頭盔配備了一個(gè)運(yùn)動(dòng)傳感器，可以檢測(cè)到你正在看那個(gè)方向。 IPM VR還使用了一些外部攝像頭（頭盔中沒(méi)有）來(lái)進(jìn)一步跟蹤你的身體和手部的運(yùn)動(dòng)。
在研究人員對(duì)患者腫瘤中的所有基因進(jìn)行測(cè)序后，軟件會(huì)把所有的突變都投射到特定的蛋白質(zhì)模型上。研究人員可以從蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)下載3D蛋白質(zhì)形狀的數(shù)字存檔。
臨床醫(yī)生佩戴上VR頭盔之后，可以改變視圖，選擇是僅僅查看突變熱點(diǎn)，還是僅僅查看某個(gè)突變。他們可以用手和手臂的姿勢(shì)來(lái)移動(dòng)旋轉(zhuǎn)模擬的蛋白質(zhì)。如果想看到更多信息，臨床醫(yī)生可以從電子醫(yī)療記錄中提取關(guān)于患者的二維“文檔”——關(guān)于癌癥類(lèi)型的報(bào)告或患者的病史。
癌細(xì)胞內(nèi)的VR之旅，幫助醫(yī)生設(shè)計(jì)更好的化療藥物
麥克吉博士是新南威爾士大學(xué)藝術(shù)和設(shè)計(jì)學(xué)院的3D可視化美學(xué)實(shí)驗(yàn)室主管。他以真實(shí)的乳腺癌細(xì)胞高分辨率掃描數(shù)據(jù)為依據(jù)，使用游戲行業(yè)的技術(shù)來(lái)構(gòu)建了這個(gè)虛擬世界。掃描的數(shù)據(jù)來(lái)自于昆士蘭大學(xué)，麥克吉用它們構(gòu)建成了3D模型，實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)師為其增加了顏色、照明、紋理和動(dòng)畫(huà)。
“它提供了一個(gè)VR世界，讓你完全沉浸在細(xì)胞的結(jié)構(gòu)之中，”他說(shuō)。這是第一次有人使用真實(shí)數(shù)據(jù)來(lái)開(kāi)發(fā)這樣的交互式VR模型。戴上VR頭盔、耳機(jī)，手里握住控制器，你就好像縮小成了一個(gè)只有40納米高的小人兒，可以在細(xì)胞的表面上走過(guò)。
按下一個(gè)開(kāi)關(guān)，你被“瞬移”到了細(xì)胞的表面，見(jiàn)證了一個(gè)細(xì)胞膜孔洞事件——細(xì)胞壁打開(kāi)吸收納米顆粒。按下另外一個(gè)開(kāi)關(guān)，你打開(kāi)一道虛擬門(mén)，穿過(guò)它，你進(jìn)入了細(xì)胞的內(nèi)部，然后你還可以把頭埋在線(xiàn)粒體和核內(nèi)體里。
在設(shè)計(jì)新的癌癥治療方案時(shí)，化療藥物的形狀、大小和化學(xué)性質(zhì)是非常重要的。麥克吉博士的研究著眼于藥物在釋放化學(xué)物質(zhì)之前，如何穿透細(xì)胞壁，以及如何進(jìn)入細(xì)胞的核內(nèi)體。
藥物進(jìn)入細(xì)胞的一種方式是透過(guò)細(xì)胞壁進(jìn)行擴(kuò)散。但是使用這種方式，是無(wú)法把化學(xué)物質(zhì)靶向傳輸?shù)胶藘?nèi)體的。“將這一過(guò)程可視化，對(duì)設(shè)計(jì)未來(lái)的藥物很有幫助，”他說(shuō)。
卡拉佩羅是澳大利亞臥龍崗大學(xué)的靶向癌癥治療實(shí)驗(yàn)室的研究員和組長(zhǎng)。她沒(méi)有參與這項(xiàng)技術(shù)的設(shè)計(jì)。“這聽(tīng)起來(lái)像是藥物療法設(shè)計(jì)的一個(gè)絕佳工具，” 佩羅博士說(shuō)。“在靶向納米治療的設(shè)計(jì)中，看到進(jìn)入細(xì)胞的模式是極為重要的。尺寸對(duì)藥物攝取機(jī)制的影響非常大。
麥克吉博士說(shuō)，有了這個(gè)模型，當(dāng)一些化學(xué)吸收過(guò)程不太清楚的時(shí)候，可以做出聲明說(shuō)該過(guò)程并不精確。 ”能夠看到這個(gè)水平上的藥物的交互，意味著我們會(huì)獲得更好的理解。下一步行動(dòng)就是把運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)運(yùn)用到模型中，這樣你就可以體驗(yàn)細(xì)胞的動(dòng)態(tài)特性了。“他說(shuō)。
VR可以改變醫(yī)療領(lǐng)域的游戲規(guī)則嗎？
從上面的案例可以看出，當(dāng)前VR在治療癌癥領(lǐng)域的應(yīng)用，主要還集中在觀察細(xì)胞癌變的范疇內(nèi)。”使用Oculus的目的不是代替計(jì)算機(jī)，而是獲得一些你難以用其他方式獲得的信息，“奧利維爾艾利蒙說(shuō)。
他的目標(biāo)是讓臨床醫(yī)生不必在計(jì)算機(jī)上學(xué)習(xí)使用另一個(gè)軟件，就可以快速直觀地理解基因突變和蛋白質(zhì)形狀的復(fù)雜信息。此外，這種技術(shù)還能讓臨床醫(yī)生更加無(wú)縫地開(kāi)展協(xié)作——只要戴上自己的VR頭盔，不同學(xué)科的專(zhuān)家就可以看到相同的信息，方便地討論一個(gè)特定病例。
在理想情況下，奧利維爾艾利蒙希望軟件里包含患者的所有信息，臨床醫(yī)生可以很方便地分析它們，不會(huì)像在計(jì)算機(jī)上那樣受到干擾。這對(duì)于精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)尤其重要，因?yàn)榫珳?zhǔn)醫(yī)學(xué)需要使用大量的遺傳和健康數(shù)據(jù)，醫(yī)生在為患者尋找最佳治療方式的時(shí)候，可能會(huì)被數(shù)據(jù)搞得暈頭轉(zhuǎn)向。
艾利蒙托最關(guān)心的是更快、更直觀地向臨床醫(yī)生提供更多信息。”真正的問(wèn)題是：你如何讓臨床醫(yī)生更有成效地工作？“西格拉斯說(shuō)。”我們希望臨床醫(yī)生能夠以更快的速度瀏覽大量信息。“他說(shuō)，和癌癥斗爭(zhēng)往往是在和時(shí)間賽跑，如果一個(gè)VR工具可以給讓醫(yī)生更快地找到合適的治療方案，會(huì)給患者帶來(lái)很大的好處。
