3D虚拟现实技术助力医疗 帮患者减轻疼痛
如今,3D不仅仅可以用来看电影、卖楼盘、观世博。在神圣、严谨的生命科学领域, 3D技术的应用也越来越广泛:华盛顿大学医学院的疼痛治疗专家正在使用一种SnowWorld 3D虚拟现实(VR)技术转移患者对疼痛的注意力,而新西兰奥克兰市立医院的胸外科手术专家也在应用3D技术建模、分析优化治疗心力衰竭的新方法——心脏泵……
用3D虚拟技术来重构整个世界,这是全球 3D 技术和产品全生命周期管理解决方案提供商达索系统的CEO Bernard Charlès,在近日上海举行的达索系统2010年PLM峰会上表达的愿景。
建模与设计、试验与分析、演示与互动,3D技术的应用在今时今日已不可小觑。我们不仅可以看3D电影和3D版世界杯的转播,就在与我们的生命息息相关的生命科学领域,,3D技术的应用也在日益推广、加深。
3D虚拟雪景游戏 减轻烧伤者的治疗之苦
烧伤患者在接受治疗的时候,除了要忍受受伤初期的伤痛,还要忍受后续伤口护理所带来的疼痛。为了缓解这种疼痛,华盛顿大学医学院的疼痛治疗专家正在使用一种由医生开发、借助3DVIA Virtools构建的SnowWorld 3D虚拟现实(VR)游戏,来转移患者对疼痛的注意力。
华盛顿大学医学院的虚拟现实研究员Hunter Hoffman博士以及疼痛与催眠专家Dave Patterson博士,采用视频游戏技术在1998年共同开发了SnowWorld的第一个版本。SnowWorld能够把烧伤患者的注意力吸引到了一个冰雪峡谷,那里雪花纷飞,患者可以堆雪人、打雪仗。
Hoffman表示:“SnowWorld的良好效果得益于它可以令人身临其境地感受到冰雪峡谷。对于烧伤患者而言,看着护士处理他们裸露的烧伤创口并不是一种愉快的经历,特别是对孩子来说。让他们沉浸在SnowWorld里,可以让他们暂时脱离现实世界,转移他们对疼痛的注意力。”
虽然SnowWorld初见成效,但研究人员感觉如果能够让患者更加深入地沉浸在这样的环境中,可进一步减轻疼痛。于是,Hoffman和 Patterson转而求助于华盛顿大学的Howard Rose和Ari Hollander,并申请使用该大学的人机界面技术(HIT)实验室。
Hollander是3D浸入式技术方面的专家,而Rose则擅长设计虚拟环境。他们共同创建了Firsthand Technology——一家以“让技术为人类服务”为宗旨的严肃游戏(serious game)公司。该公司还开发其他类型的技术应用,既有治疗严重创伤后遗症的应用,也有医疗场景培训应用。此外,他们还进行软件界面优化,以增强虚拟现实环境中听觉、触觉和视觉的真实感。
Hollander表示:“我们原来是用其他软件应用来开发SnowWorld的各个版本的,但我们需要更加灵活的软件。于是,我们选择了达索系统提供的3DVIA Virtools重新开发了SnowWorld,使其更加便于修改。3DVIA Virtools的灵活性让SnowWorld的开发人员能够更加简易灵活地测试各种实验的假设,发现更好控制疼痛的相关因素。以Hoffman要求我们变换视场范围为例,如果在其他的平台上我们需要花费大量的时间,但借助3DVIA Virtools,我们可以既快又好地进行微调。”
3DVIA Virtools的优势之一是便于非编程人员使用。Rose表示:“我可以把我的构思直接变为实践。使用3DVIA Virtools,我们不再需要一大群编程人员,一个灵活的小团队就能做很多事情。Firsthand是一家小公司,Virtools让我们能够开发出各种技术应用,满足我们客户各种各样的需求。”