以色列虚拟现实游戏为新战争截肢者驱痛

一家以色列的医疗初创企业设计出了沉浸式虚拟现实游戏,让数十名新的战争截肢者能够独自开展物理治疗,同时降低他们的幻肢痛,以及对止痛药的依赖程度。

据卫生部发言人所述,截至 9 月初,当下有 68 名新登记的战争截肢士兵。卫生部负责监测需要装配假肢的受伤士兵数量。

国防部康复部门宣称,自 10 月 7 日战争开启以来,已有 10056 名士兵负伤。彼时,数千名由哈马斯领导的恐怖分子冲击了以色列南部,致使近 1200 人丧生,并劫持了 251 名人质。

在这些受伤的士兵当中,约 37%,也就是 3720 人,四肢遭受了身体创伤。

41 岁的该公司联合创始人阿里耶·卡茨(Aryeh Katz)称,受伤人数的骤然增多给医疗保健系统造成了压力。他和他的妻子米里·伯杰(Miri Berger)为截肢者研发了人工智能沉浸式虚拟现实游戏,让其参与“镜像疗法”,他们能够自行看到并掌控一条或多条虚拟的腿。

在示巴医疗中心和美国退伍军人医院开展的临床试验显示,该公司的 MyMove 游戏相较当前的治疗手段,能更迅速地减轻疼痛。

工业设计师伯杰研发了 6Degrees 系统并设计了用户体验,而电气工程师卡茨搭建了硬件并编写了驱动它的算法。该公司从以色列创新局和示巴的 Arc Innovation 获得了资金支持,并在那里成功开展了试点试验。他们当下正在等候卫生部的批准,以将该系统提供给全国的患者。

他们指出,他们的技术会允许患者在医院以及之后在家中独自进行物理治疗。人工智能系统与医院数据中心相连接,以便工作人员借助反馈来记录他们的进展和疼痛程度。

伯杰说道,所有截肢者里有 80%存在幻肢痛。临床试验显示,使用该游戏系统的患者中有 88%反馈疼痛减轻。一些人在首次治疗后即刻报告疼痛减轻,而 29%的人表示最后一次治疗后疼痛缓解持续了 6 个月。这使得患者能够减少止痛药的使用量,助力他们在试图重新融入社会时更好地发挥作用。

在最近的一个早晨,拄着拐杖行走的伯杰和卡茨来到了示巴医疗中心繁忙的骨科康复室。这家医院已经医治了约 55 名截肢者;当下骨科病房有 19 名截肢士兵。

这对夫妇作为筹款活动的一部分,向近期的截肢者无偿赠送了两个 MyMove 系统。卡茨称,他们已经接到以色列医院对 120 个系统的需求,其中涵盖一个 VR Oculus、耳机和连接数据带。

2002 年,卡茨在一次军队演习中受伤,当时他是一名伞兵,脚部神经严重受损。他患有复杂性区域疼痛综合征(CRPS),这是一种持续性的疼痛病症,受伤后可能会影响肢体。

“我一直忍受着疼痛,深知疼痛对日常的影响有多大。”卡茨说。

“这是一直让我们铭记的事情之一,”他说,“也是他们开发 MyMove 系统的一个原因,因为他们看到了‘人们所经历的那些事’。

卡茨大多数时候都光着脚;要是非得穿鞋,他就不穿袜子,鞋带也不系,鞋穿得很松,就因为脚疼。

他在 27 岁的塔米尔(姓氏未透露)身边弯下腰,帮助他把系统的绑带绑在腿上,设置好系统。

塔米尔跟《以色列时报》的记者讲,三周前他在加沙地带的拉法受了伤。他讲述道,他和战友们“深入到”一个地区去寻找哈马斯建造的隧道。他们看到了恐怖分子,40 分钟后,当他们在一个房间里时,“一枚火箭推进榴弹从一个意想不到的方向袭来”,炸伤了另外三名士兵。塔米尔知道他的脚踝在爆炸中“毁了”,但作为部队指挥官,是他呼叫了医疗援助。

坐在轮椅上,左腿缠着绷带伸着,塔米尔看着一名几个月前因战伤截肢的前士兵,自信满满地走进房间,装着假肢,还穿着一双运动鞋。

塔米尔说他将在医院总共待六周,等待安装假肢。

卡茨帮助塔米尔戴上虚拟现实的 Oculus。在开始玩之前,塔米尔回答了关于他疼痛程度以及止痛药用量是增加还是减少的问题。

当时,他沉浸于一场足球比赛,在其中他能够看到并操控一条虚拟的腿,这条腿此刻正凭借他的虚拟脚踝、脚跟或者腿部肌肉来踢球。

“进球!”塔米尔兴奋地喊道,还补充说,“马格尼夫”,这在希伯来语中意为“酷”。

在比赛过程中,该系统收集到了有关他怎样运用肌肉、运动幅度以及速度的宝贵反馈。

卡茨表示,移动肢体剩余的部分对于血液流动非常重要。

这些游戏有助于提升运动和认知技能,患者能够比较各自的分数。

卡茨称,他们期望为人们开发出一个能多人同时玩的系统。他补充说,他确保自己测试这些游戏;他发现它们减轻了他受伤带来的疼痛。

“我腿上的刺痛感消失了,”塔米尔玩完后说。

“他在游戏中使用腿这一事实会向他的大脑发送信号,表明腿正在做它应该做的事情,”卡茨解释说。“这将减轻疼痛。”

“疼痛大约有 200 种不同的定义,”卡茨说。

“它可能是瘙痒,你晓得,就好比有蚂蚁在爬,或者有人在刺你,”他说道。

幻肢的幻痛是另一种奇怪的疼痛。

伯杰说,她可以用“通俗的语言”解释幻痛现象。

“比如说,有人轻声跟你讲‘动一下’,但你没动”

这种缺失肢体上的疼痛或不适体验被称作“幻肢痛”

然而,当患者进行仿佛在移动不存在肢体的练习时,大脑会被愚弄,发出的疼痛信号就会减少。

“截肢者根据疼痛的强度接受非处方止痛药、吗啡或阿片类药物的治疗,”卡茨说。“但止痛药会影响你的注意力。MyMove 的目标之一是减轻疼痛,从而减少止痛药的用量。”

MyMove 系统是基于一种叫做镜像疗法的方案来运作的

拉马钱德兰假设,使用镜子会骗大脑,让它觉得幻肢在移动,进而使其放松。为了重新训练大脑,他发明了镜像疗法。

如今,截肢者在镜子前进行练习,制造出缺失肢体仍然存在的错觉,从而减轻疼痛。

在康复中心,物理治疗师引导失去肢体以及其他受伤的士兵在一面长镜子前做练习。他们都在交谈,互相鼓励。

“需要护理的患者数量多得惊人,”卡茨环顾拥挤的康复室说道。患者不必等待物理治疗师,可以自己使用这个游戏。

卡茨说,人们通常会放弃传统的镜像疗法,因为“它很无聊”。

他们的系统包括一个模拟足球比赛和一个音乐程序,让人感觉好像在跳舞,允许截肢者远程进行镜像疗法练习,无需物理治疗师,“也不需要一面大镜子”。

上个月,医院开设了一个沉浸式康复室,以帮助各种各样的患者。

这个房间配备了特殊的音响系统、投影仪和传感器,营造出一种四维体验来辅助康复,而且能同时容纳几名患者。

玛雅·埃尔利希(Maya Ehrlich)是一名康复心理学家,也是示巴综合康复医院的创新协调员,展示了这个房间的多种用途。该技术来自一家英国教育公司;示巴的工作人员对其进行了改造,用于康复用途。

只要按一下按钮,她就能让一个葱郁的场景瞬间在四周呈现,患者通过正确移动手臂就能让花朵绽放。

另一个程序的目的是帮助患者熟悉自身新的身体限制,从而让他们出院后能更好地适应家庭生活。

遭受创伤性脑损伤的人能够使用一个程序,借此能够进入超市或服装店,购买各类物品,然后结账。

这个房间能够成为医院患者各类治疗的一部分。

回到骨科康复室,伯杰说,她和卡茨希望他们的技术能帮助人们“坚持治疗”。

“我们希望成为他们康复支持系统的一部分,”她说。“应对疼痛是一个终身的过程。”