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一种新颖的虚拟现实技术让核磁共振成为一种新体验

伦敦国王学院的研究人员创建了一种新颖的交互式 VR 系统,供患者在进行 MRI 时使用。在发表在《科学报告》上的一篇新论文中,研究人员表示,他们希望这一进步能让那些发现 MRI 扫描具有挑战性的人更容易,例如儿童、有认知障碍的人或患有幽闭恐惧症或焦虑症的人。

在正常情况下,多达 50% 的 5 岁以下儿童的 MRI 扫描失败,这意味着医院通常依靠镇静药物甚至麻醉剂来成功扫描儿童。

这些措施既费时又费钱,并且有其自身的相关风险。从神经科学的角度来看,这也意味着基于 MRI 的大脑功能研究通常只在这些易受伤害的人群中在人工诱导睡眠状态下进行研究,因此可能无法代表大脑在正常情况下的工作方式。

伦敦国王学院生物医学工程与影像科学学院的首席研究员 Kun Qian 博士说,进行 MRI 扫描可能是一种非常陌生的体验,因为它涉及进入一个狭窄的隧道,背景中经常有响亮且经常奇怪的噪音,所有同时必须尽可能保持静止。

“我们渴望找到其他方法让儿童和弱势群体进行 MRI 扫描,”钱博士说。

“我们对 VR 的兴趣特别来自于一个简单的观察,即当有人使用并沉浸在 VR 环境中时,他们完全不知道周围的环境。我们认为如果我们可以制作一个与 MRI 环境兼容的系统,它可能是一个成功扫描这些具有挑战性的人群的非常强大的替代方法。”

为了为患者提供身临其境的 VR 环境,研究人员开发了一种特殊的 VR 耳机,可以在 MRI 扫描仪内安全使用。

耳机设计为不透光,因此用户根本看不到周围环境,也不会意识到他们位置的视觉提示。

一旦系统正确定位,系统的投影仪就会立即上线,提供身临其境的内容,然后 VR 体验从那时开始一直持续,直到患者在检查结束时被移走。

研究人员表示,这项措施和其他措施对于消除在 MRI 扫描仪内部的感觉非常有效,因为他们的视觉场景完全被 VR 环境取代,并通过与 MRI 检查期间感知到的其他感觉(如扫描仪噪音)保持一致,工作台移动和工作台振动。

到目前为止,这是通过在视觉场景中加入一些元素来完成的,这些元素表明虚拟世界中的建筑工作正在进行中,这可以解释扫描仪的噪音和振动。

该系统的主要新颖之处之一是,用户只需注视即可与虚拟世界互动——我们在日常生活中如何做事。

目前,还没有其他此类MR兼容系统以这种方式将VR演示系统与直观交互相结合。

使用他们的凝视(即,仅查看 VR 环境中的对象或区域),因此用户可以在虚拟世界中导航,选择电影和游戏等内容,玩游戏以及启动或终止与同伴的视频链接/照顾者。

后者意味着焦虑的患者可以在检查过程中随时通过带有麦克风的网络摄像头和安装在控制台区域的显示器与同伴或护理人员随意互动。

研究人员表示,该系统的下一步是开发内容并与患者进行测试。

“开发正确的内容至关重要,因为要使系统有效,它​​需要尽可能长时间地保持受试者/患者的注意力和他们的沉浸感。因为这些内容可能会因年龄和认知能力而有很大不同,正确地做到这一点并为不同的临床和研究人群量身定制是下一步的关键,”钱博士说。

合著者 Tomoki Arichi 博士说:“我们很高兴该系统为脆弱和重要的人群开放,例如儿童和有困难的人,这可能意味着他们通常无法在不睡觉的情况下进行 MRI 扫描. 这不仅可以对日常临床实践产生巨大的影响,而且还为我们开辟了道路,让我们可以深入了解大脑功能、行为和社交技能的模式如何在我们的生活中发展。”

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