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英国高校提出新型核磁共振检测,特制 VR 头盔带来沉浸式体验

智东西 2021/8/13 17:53:45 责编:姜戈

8 月 13 日消息,据外媒 Science Daily 报道,伦敦国王学院(King’s College London)研究人员开发了一种新型的核磁共振兼容虚拟现实系统(MRI Compatible Virtual Reality System),即利用眼球追踪技术(Eye Tracking Techniques )和 VR 技术结合,实现沉浸式和更舒适的体验。

英国高校提出新型MRI检测法,特制VR头盔带来沉浸式体验

这种新型系统非常适合患者在进行核磁共振(MRI)检查时使用,通过眼球追踪以控制视觉场景并实现交互,不仅无额外的外部控制器,还减少了患者头部运动。这对那些恐惧 MRI 检查的群体,如儿童、智力障碍人群以及患有幽闭恐惧症或焦虑症的人来说是非常有必要的。

该论文名为《在核磁共振成像系统内使用的基于眼球追踪的虚拟现实系统》(An eye tracking based virtual reality system for use inside magnetic resonance imaging systems),目前已在《科学报告》(Scientific Reports)上发表。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41598-021-95634-y

一、凝视追踪患者眼球,渐进式校准营造沉浸式体验

在构建 MRI 兼容 VR 系统时,研究者们使用了凝视追踪引擎(Gaze Tracking Engine),这种追踪方式有渐进校准细化的特点,即通过检测患者面部特征来定位眼睛区域,并通过评估头部姿势来确定视线方向,为患者创造出更沉浸式体验。

同时,对焦虑症和幽闭恐惧症的患者来说,渐进式校准特点扩大了眼睛在空间领域范围,因为在 MRI 检查时,患者在扫描仪看到的场景被替换为沉浸式 VR 内容,这在很大程度上缓解了幽闭恐惧感,让患者可以更有效地接受检查。

伦敦国王学院研究员 Kun Qian 说,对大多数人来说,做 MRI 检查有着很不好的体验,由于检测仪过于狭窄,且检测中伴随巨大的声音,并且要求被检测者尽可能保持静止。据了解,5 岁以下儿童的核磁共振扫描失败率高达 50%。

Qian 博士说:“我们渴望找到其他方法,使儿童和一些弱势人群能够更好进行核磁共振扫描。当一个人沉浸在 VR 环境中,他们完全不知道周围的环境。如果我们能够建造一个 VR 系统并与 MRI 环境兼容,可以很大提高 MRI 检测成功率。”

二、特制 VR 头盔高度防光,患者与虚拟世界凝视互动

据了解,MRI 兼容 VR 系统的主要创新之一是,患者可以与虚拟世界进行互动,无需移动身体,只需眼睛凝视 VR 投放的内容,通过眨眼等方式进行互动。

为了给患者提供身临其境的 VR 环境,研究人员研发了一种特殊的 VR 头盔,可以安全地在 MRI 扫描仪中使用。同时,这款头盔是高度隐蔽防光的,患者无法看清周围的环境,也不会意识到位置的变化。

除此之外,患者还需要佩戴耳塞以及配有麦克风的光学消噪耳机。这些工具有助于患者与扫描仪外的医护人员进行有效沟通,也让 MRI 检查体验由被动和枯燥转变为互动和舒适。

一旦当 MRI 检测仪启动,交互式 VR 系统便会进行正确定位,系统里投影仪将立即投放视频,为被患者提供沉浸式的内容,这种体验直到 MRI 检测结束。

三、获参与者积极反馈,研究人员将开发更多 VR 内容

Qian 博士称,他们下一步行动是开发 VR 内容,并在患者中进行测试。“开发合适的内容是至关重要的,因为有效的系统,需要保证患者拥有更长时间的沉浸感。因此 VR 投放内容会因年龄和认知能力来进行区分,我们需要针对不同的临床患者进行调整。”Qian 博士说。

在论文中,研究人员也写到,虽然目前 VR 的内容有限,但在实验中,所有参与者包括成人与儿童都对自己的 VR 体验给予了积极的反馈,他们将继续开发更多适合患者的 VR 内容。

另一位论文创作者 Tomoki Arichi 博士说:“我们非常开心,因为我们设计的这款系统让更多患者可以正常地进行 MRI 检查。这项研究成果不仅会对临床实践产生巨大的影响,而且还为我们对大脑功能、行为和社交技能的研究开辟新道路。”

结语:VR 系统或被用于更多临床治疗

VR 技术让 MRI 检测不再是孤独、幽闭和黑暗的环境,也为患者减少了恐惧和担忧,更让一些特殊患者,比如儿童和幽闭恐惧症患者可以正常地进行 MRI 检测。

随着技术地发展,将 VR 技术用在临床治疗地情况越来越多,VR 技术也正在改变传统的就诊、治疗方式。虽然目前还不能作为主要的治疗方式,但作为辅助性的工具,虚拟沉浸式体验可以更好地缓解患者内心不安。未来,VR 系统或许会被用于更多的临床治疗和修复。

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关键词:核磁共振VR

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