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這類數(shù)字療法將要起飛,數(shù)百億美元市場(chǎng)規(guī)模誰(shuí)將占據(jù)先機(jī)?

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這類數(shù)字療法將要起飛,數(shù)百億美元市場(chǎng)規(guī)模誰(shuí)將占據(jù)先機(jī)?

XR數(shù)字療法的機(jī)會(huì)何在?

文|動(dòng)脈網(wǎng)

數(shù)字療法可以是獨(dú)立軟件,也可以是軟件與軟件、醫(yī)療器械、硬件設(shè)備和服務(wù)的結(jié)合。因此,即使是數(shù)字療法也有不同的技術(shù)路徑和成熟度。動(dòng)脈網(wǎng)注意到,基于XR技術(shù)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字療法已經(jīng)呈現(xiàn)出越來(lái)越火的態(tài)勢(shì)。

不久前,英國(guó)數(shù)字療法初創(chuàng)企業(yè)OxfordVR旗下針對(duì)精神分裂癥及其他嚴(yán)重精神疾病的數(shù)字療法獲得了FDA的突破性設(shè)備稱號(hào)(Breakthrough Devices Designation)。在不到一年時(shí)間內(nèi),F(xiàn)DA已經(jīng)審批通過(guò)了數(shù)款基于XR(擴(kuò)展現(xiàn)實(shí),Extended Reality)技術(shù)的數(shù)字療法。

除了FDA,基于XR技術(shù)的數(shù)字療法也在全球其他地區(qū)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)陸續(xù)獲得審批。毫無(wú)疑問(wèn),這種獨(dú)特的數(shù)字療法已經(jīng)展現(xiàn)出巨大的潛力,并在真實(shí)世界中展現(xiàn)出明確的效果,正處于爆發(fā)前夜。

XR數(shù)字療法——元宇宙的受益者

XR是包括VR在內(nèi)的幾種技術(shù)的統(tǒng)稱。除了常見的VR(虛擬現(xiàn)實(shí),Virtual Reality)和AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí),Augmented Reality),MR(混合現(xiàn)實(shí),Mixed Reality)在近年來(lái)也逐漸興起。

通俗而言,VR是通過(guò)頭盔將用戶與現(xiàn)實(shí)環(huán)境隔絕,讓用戶沉浸于計(jì)算機(jī)生成的純虛擬數(shù)字環(huán)境中。AR則是在真實(shí)環(huán)境中增添或者移除由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)生成的可以交互的虛擬物體或信息。

MR則可以看成是VR和AR的結(jié)合,在概念上它與AR類似,是現(xiàn)實(shí)環(huán)境與虛擬環(huán)境的相互混合;但在結(jié)合的方式上則類似VR的原理,通過(guò)數(shù)字化生成且可互動(dòng)的數(shù)字界面來(lái)結(jié)合現(xiàn)實(shí)與虛擬。

此外,未來(lái)也有可能出現(xiàn)不同于上述新的類似技術(shù),甚至可能出現(xiàn)科幻小說(shuō)或影視中出現(xiàn)的,能夠完全模擬觸覺(jué)及模擬嗅覺(jué)的技術(shù),即理想中的“元宇宙”(如黑客帝國(guó)、頭號(hào)玩家等)。凡此種種,我們都可以將其劃分到XR之中。

2014-2015年,幾款技術(shù)獲得重大進(jìn)步的VR產(chǎn)品相繼問(wèn)世,帶動(dòng)XR概念進(jìn)入令人矚目的行業(yè)高峰。2016年被認(rèn)為是XR元年——當(dāng)年XR相關(guān)企業(yè)在一級(jí)市場(chǎng)吸引了5.33億美元的融資,且大額融資頻發(fā),獲得風(fēng)投最多的全十家公司累計(jì)融資金額高達(dá)3.96億美元 。

不過(guò),雖然XR一直為人看好,但其高光應(yīng)用場(chǎng)景主要集中在社交、娛樂(lè)、游戲、旅游以及購(gòu)物領(lǐng)域。XR在醫(yī)療健康的應(yīng)用場(chǎng)景落地在當(dāng)時(shí)仍然相當(dāng)有限,主要集中在相對(duì)邊緣的醫(yī)療教育培訓(xùn)上。其他如臨床輔助、疾病治療及康復(fù)等應(yīng)用場(chǎng)景雖有想象空間,但在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有什么進(jìn)展。

一方面,XR當(dāng)時(shí)在關(guān)鍵技術(shù)上仍不夠成熟,需要進(jìn)一步發(fā)展才能滿足醫(yī)療健康應(yīng)用的要求;另一方面,一旦涉及到臨床輔助或疾病治療及康復(fù)這樣的醫(yī)療核心領(lǐng)域,必然需要面對(duì)各種嚴(yán)苛監(jiān)管,以及長(zhǎng)時(shí)間的研發(fā)和臨床試驗(yàn)。醫(yī)療健康行業(yè)長(zhǎng)周期的特點(diǎn)在這里顯現(xiàn)無(wú)疑。

一些監(jiān)管機(jī)構(gòu)早早看到了趨勢(shì),開始未雨綢繆。2018年,韓國(guó)食品藥品安全部(MFDS,Ministry of Food and Drug Safety)發(fā)布了《評(píng)估和批準(zhǔn)AR/VR醫(yī)療器械的指南》(Guidelines on review and approval of AR/VR-based medical devices) ,規(guī)定了基于VR和AR的醫(yī)療器械的定義和要素以及批準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。

雖然XR只是經(jīng)歷了曇花一現(xiàn)的繁榮,并很快陷入低谷。但2021年,元宇宙概念的一夜爆紅拯救了XR——作為目前元宇宙的主要接口,XR自然也得到了極大的關(guān)注。

根據(jù)麥肯錫的數(shù)據(jù),2021年元宇宙概念在一級(jí)市場(chǎng)上獲得了130億美元的融資。2022年前5個(gè)月,整個(gè)元宇宙行業(yè)共獲得了1200億美元的投資,用于技術(shù)和基礎(chǔ)研發(fā),是2021年全年570億美元投資的兩倍。預(yù)計(jì)到2030年,整個(gè)元宇宙行業(yè)的價(jià)值將達(dá)到驚人的5萬(wàn)億美元 !

經(jīng)過(guò)這幾年的潛心發(fā)展,XR+醫(yī)療已經(jīng)在疾病治療及康復(fù)等醫(yī)療的核心領(lǐng)域獲得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展,開始結(jié)出果實(shí)。恰逢數(shù)字療法的崛起,在后疫情的真實(shí)世界中取得了有目共睹的進(jìn)展,逐漸獲得越來(lái)越多的認(rèn)可。這又給XR+醫(yī)療提供了另一大推動(dòng)力,背靠?jī)纱鬅衢T題材的XR+醫(yī)療終于開始苦盡甘來(lái),即將發(fā)力。

根據(jù)Fact&Factors最新的報(bào)告,全球XR+醫(yī)療的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2020年的27億美元暴增至2026年的409.8億美元,2021-2026年的復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)將達(dá)到34.89% 。

動(dòng)脈網(wǎng)整理發(fā)現(xiàn),目前XR數(shù)字療法主要集中在精神障礙治療、疾病康復(fù)、疼痛緩解及眼科等相關(guān)領(lǐng)域。

精神障礙治療——國(guó)內(nèi)已獲批,國(guó)外接近獲批

VR數(shù)字療法用于治療精神分裂癥和其他嚴(yán)重精神疾病是其主要類別之一。這類疾病的患者往往在某種條件下(比如恐高、恐人群、恐空曠)引發(fā)恐懼和焦慮,導(dǎo)致疾病發(fā)作。這種焦慮一旦長(zhǎng)期未得到緩解,將導(dǎo)致患者從日常環(huán)境中退縮,將其生活限制在被認(rèn)為是足夠安全的地點(diǎn)和活動(dòng)中。

傳統(tǒng)的特定恐懼癥治療方式主要通過(guò)認(rèn)知行為療法實(shí)現(xiàn),主要的表現(xiàn)形式之一是“暴露”——即讓患者充分暴露在可能誘發(fā)癥狀的環(huán)境中,實(shí)現(xiàn)心理脫敏。這其中,又分為“想象暴露”和“實(shí)景暴露”。

想象暴露是應(yīng)用得最為普遍的方法。以恐高癥為例,心理治療師會(huì)讓患者想象自己身在高處,隨后展開下一步的治療。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是治療環(huán)境要求低,缺點(diǎn)則是效果非常不穩(wěn)定。

“效果如何取決于患者想象力的豐富程度、患者疾病的嚴(yán)重程度、可能獲得治療的效果、醫(yī)生本身的說(shuō)服力以及醫(yī)生患者之間同盟關(guān)系的建立。這種形式最后的結(jié)果會(huì)非常不穩(wěn)定”,凝動(dòng)醫(yī)療聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席醫(yī)學(xué)官周東博士介紹道。

實(shí)景暴露則是將患者帶到真實(shí)環(huán)境進(jìn)行暴露,比如,將恐高癥患者帶到高處,使其對(duì)造成恐懼的環(huán)境脫敏。不過(guò),這種方式對(duì)治療環(huán)境要求較高,成本和壓力也非常大。此外,更存在一些不為人知的安全隱患。

“在研究中,還有些患者告訴我們,他們之所以恐高是怕自己站到高處后,會(huì)控制不住自己想要從高處跳下去的沖動(dòng)。這說(shuō)明實(shí)景暴露其實(shí)是有風(fēng)險(xiǎn)的”,周東博士表示。

相比之下,XR數(shù)字療法可以在效果和成本之間實(shí)現(xiàn)了較好的平衡,并為患者提供一個(gè)絕對(duì)可控的安全環(huán)境,根據(jù)個(gè)人進(jìn)度調(diào)整相應(yīng)的強(qiáng)度,從而幫助患者實(shí)現(xiàn)低成本個(gè)性化的治療。

以O(shè)xfordVR的恐高數(shù)字療法為例,其于2019-2021年間在英國(guó)進(jìn)行了入組人數(shù)達(dá)到346人的臨床試驗(yàn)。最終的研究報(bào)告則在2022年4月發(fā)表在《柳葉刀》上。最嚴(yán)重的患者在使用該療法六周后,回避行為減少了49%,偏執(zhí)現(xiàn)象減少了41%,生活質(zhì)量提高了21% 。同時(shí),試驗(yàn)也證實(shí)VR數(shù)字療法可以在保證標(biāo)準(zhǔn)化治療的前提下輕松擴(kuò)展規(guī)模,大幅降低對(duì)訓(xùn)練有素的訓(xùn)練師的依賴,從而降低治療的成本。

同時(shí),由于患者的生物反饋數(shù)據(jù)被系統(tǒng)記錄并分析,告別了傳統(tǒng)精神心理疾病領(lǐng)域主觀判斷為主的診療方法。這一積極結(jié)果顯然有助于OxfordVR之后通過(guò)FDA的審批并正式上市。

除此之外,同樣基于VR實(shí)現(xiàn)行為認(rèn)知療法的Amelia Virtual Care和Limbix也有相應(yīng)的成果發(fā)布:前者利用VR與正念結(jié)合,在降低大學(xué)生壓力上體現(xiàn)出較好的效果并增強(qiáng)治療依從性 ;后者在利用VR治療青少年抑郁癥的臨床試驗(yàn)中顯著降低了抑郁癥狀,緩解率為治療反應(yīng)率分別為21%和29%(對(duì)照組指標(biāo)分別為4%和16%) 。

不過(guò),這幾款數(shù)字療法目前都還未通過(guò)FDA的審批。與之相比,在這一領(lǐng)域上,我國(guó)甚至還走在了前列——2022年2月,凝動(dòng)醫(yī)療基于VR技術(shù)的“特定恐懼心理康復(fù)訓(xùn)練軟件”通過(guò)了NMPA的審批,拿到了二類醫(yī)療器械注冊(cè)證。

臨床結(jié)果顯示,接受VR暴露治療的恐高癥患者的高度焦慮和回避行為(以恐高問(wèn)卷AQ為指標(biāo))降低接近50%,并且其對(duì)高度的認(rèn)知(以高度演繹問(wèn)卷HIQ為指標(biāo))和焦慮臨床表現(xiàn)(以貝克焦慮量表BAI為指標(biāo))也有顯著改善。此外,除VR設(shè)備引起的輕度眩暈(以模擬器眩暈量表SSQ為指標(biāo))外,沒(méi)有受試者在治療過(guò)程中表示無(wú)法適應(yīng)或需要終止試驗(yàn),在研究完成后的隨訪期間也沒(méi)有受試者主動(dòng)報(bào)告或提及任何不良反應(yīng)。

這款產(chǎn)品的獲批,也填補(bǔ)了我國(guó)相關(guān)治療領(lǐng)域的空白,為廣大臨床精神醫(yī)學(xué)專業(yè)人士提供了一款對(duì)環(huán)境和治療對(duì)象友好且可控的輔助工具,也為受到恐高癥困擾的患者提供了穩(wěn)定可靠的解決方案。

除此以外,國(guó)內(nèi)的賽翁思、數(shù)藥智能、望里科技和心景科技等企業(yè)也分別在利用XR數(shù)字療法實(shí)現(xiàn)精神障礙治療上進(jìn)行相應(yīng)的探索。

疾病康復(fù)——國(guó)內(nèi)已獲批,領(lǐng)先全球

疾病康復(fù)是XR數(shù)字療法另外一個(gè)重要的用途。這類數(shù)字療法允許患者在有限的空間內(nèi)進(jìn)行鍛煉恢復(fù)。這項(xiàng)技術(shù)不僅能精準(zhǔn)控制環(huán)境,還能根據(jù)患者的技能水平調(diào)整難度。由于其可及性和安全性,增加了患者的使用場(chǎng)景,有利于認(rèn)知康復(fù)的實(shí)施。

此外,這類數(shù)字療法可以實(shí)現(xiàn)快速標(biāo)準(zhǔn)化的擴(kuò)展,使康復(fù)人員可以同時(shí)服務(wù)更多的患者,提高效率,并降低了醫(yī)療機(jī)構(gòu)的成本。

Nunap無(wú)疑是這一領(lǐng)域名氣最大的企業(yè)之一。這家成立于2017年的韓國(guó)企業(yè)自成立以來(lái)便致力于實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和AI技術(shù)的融合來(lái)開發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療的數(shù)字療法產(chǎn)品。

Nunaps旗下的Nunap Vision數(shù)字療法可利用VR技術(shù)對(duì)腦損傷(如腦卒中)引起的視覺(jué)障礙進(jìn)行視覺(jué)感知康復(fù)訓(xùn)練。在設(shè)計(jì)上,它利用了視知覺(jué)學(xué)習(xí)(VPL ,Visual Perceptual Learning)來(lái)提升視覺(jué)感知,通過(guò)特定的視知覺(jué)任務(wù)訓(xùn)練使視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)外界信息感知能力顯著提高,產(chǎn)生視覺(jué)刺激并傳輸?shù)酱竽X的不同區(qū)。最終,通過(guò)反復(fù)的視覺(jué)感知訓(xùn)練試圖開發(fā)新的視覺(jué)通路從而治療視野缺損。

2019年7月,韓國(guó)批準(zhǔn)了Nunaps旗下Nunap Vision數(shù)字療法的臨床試驗(yàn)。這也是韓國(guó)首次獲批的數(shù)字療法臨床試驗(yàn)。不過(guò),或許是因?yàn)镹unap選擇了較為前沿的神經(jīng)領(lǐng)域,目前仍未通過(guò)監(jiān)管審批。

值得一提的是,基于相應(yīng)的行業(yè)推動(dòng),韓國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)也陸續(xù)推動(dòng)了一些政策的發(fā)布。韓國(guó)食品和藥品安全部在2020年10月發(fā)布了《數(shù)字療法評(píng)測(cè)及審批指南(行業(yè)版)》(Guideline on Review and Approval of Digital Therapeutics(For Industry))。隨后,MFDS又在2021年對(duì)2018年發(fā)布的VR/AR醫(yī)療器械指南進(jìn)行了更新,即《將軟件審查作為批準(zhǔn)基于AR/VR的醫(yī)療設(shè)備的唯一要求》(Software Review as the Only Requirement for Approval of AR/VR-Based Medical Devices)。

國(guó)內(nèi)在這個(gè)領(lǐng)域的審批上反而走到了前面。早在2020年,虛之實(shí)科技的“認(rèn)知功能康復(fù)軟件”就拿到了NMPA的二類證,可應(yīng)用于各種腦功能疾病所致認(rèn)知功能損害的康復(fù)訓(xùn)練,如退行性腦疾病、精神疾病及腦損傷所致的注意力、記憶力、執(zhí)行控制能力障礙等。即使在全球范圍,這也是最早獲批的XR數(shù)字療法之一。

療法通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬了現(xiàn)實(shí)中的場(chǎng)景。比如超市模塊,就可以讓訓(xùn)練者處于虛擬超市場(chǎng)景中,根據(jù)提示拿取各種物品,包括幾何體、廚具、茶具、蔬菜、酒水、水果等。

任務(wù)難度會(huì)在訓(xùn)練過(guò)程中逐步提升,從拿取一個(gè)物品到拿取多個(gè)物品,鍛煉訓(xùn)練者的記憶力、注意力和執(zhí)行能力,最終達(dá)到改善訓(xùn)練者認(rèn)知功能狀態(tài)的目的。針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間與社會(huì)脫節(jié)的認(rèn)知障礙高齡患者,這種虛擬社會(huì)活動(dòng)場(chǎng)景相當(dāng)于外界的刺激,可以延緩認(rèn)知障礙的進(jìn)展。

除了超市場(chǎng)景,該康復(fù)系統(tǒng)也包括其他療法模塊以適應(yīng)多種需求,并能根據(jù)需求搭配不同的場(chǎng)景提供個(gè)性化的治療。

舉例來(lái)說(shuō),針對(duì)某運(yùn)動(dòng)功能退化伴隨輕度認(rèn)知障礙的患者,醫(yī)生讓其首先體驗(yàn)乒乓球模擬器,隨后再運(yùn)用松弛療法的呼吸模塊,從而既能讓患者通過(guò)適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)來(lái)延緩大腦神經(jīng)退行性病變的惡化,也能通過(guò)訓(xùn)練其控制呼吸的頻率和深度,來(lái)幫助放松運(yùn)動(dòng)后身體與精神的緊張。

2019年,虛之實(shí)的“認(rèn)知康復(fù)系統(tǒng)”在四家醫(yī)院開展了多中心臨床試驗(yàn),基于MCCB量表,對(duì)入組的120例患者進(jìn)行臨床研究數(shù)據(jù)驗(yàn)證。臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示,相較于醫(yī)生進(jìn)行傳統(tǒng)干預(yù)的對(duì)照組,使用“認(rèn)知康復(fù)系統(tǒng)”的訓(xùn)練組一個(gè)月療程綜合分平均提升7%,三個(gè)月療程平均提升15%,可以更為有效地改善精神障礙患者的認(rèn)知功能狀態(tài)。

眼科——國(guó)內(nèi)外均獲批

一般認(rèn)為,XR技術(shù)由于需要長(zhǎng)時(shí)間用眼,長(zhǎng)時(shí)間使用或?qū)颊咭暳?huì)產(chǎn)生一定影響。有意思的是,眼科恰恰也是XR數(shù)字療法的一大適應(yīng)癥。尤其是對(duì)于兒童斜弱視患者而言,XR數(shù)字療法的出現(xiàn)堪稱福音。

弱視是因黃斑區(qū)視覺(jué)細(xì)胞發(fā)育不良導(dǎo)致的疾病。患兒眼睛雖無(wú)器質(zhì)性病變,但不管戴不戴眼鏡,都不能看清,嚴(yán)重者甚至導(dǎo)致單眼失明。通俗來(lái)說(shuō),就是大腦偏愛一只眼睛,這導(dǎo)致另一只眼睛出現(xiàn)視力問(wèn)題。

傳統(tǒng)的治療方法是用貼片眼罩或模糊藥水阻擋較強(qiáng)的眼睛,迫使大腦依賴較弱的眼睛,對(duì)弱視眼進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊曈X(jué)刺激(如串珠、刺點(diǎn)和燈光)進(jìn)而建立雙眼正常視網(wǎng)膜對(duì)應(yīng),促進(jìn)視功能恢復(fù)。

整個(gè)治療過(guò)程歷時(shí)漫長(zhǎng)且枯燥,就算很多醫(yī)療器械廠家引入了更為新鮮感的硬件,患兒依舊難以堅(jiān)持長(zhǎng)達(dá)3-6個(gè)月的重復(fù)內(nèi)容訓(xùn)練,或者在治療過(guò)程中敷衍了事,無(wú)法達(dá)到治療效果。

XR數(shù)字療法則可以通過(guò)新鮮的沉浸式環(huán)境和游戲化的治療方式大大提高患兒治療依從性。對(duì)于患兒來(lái)說(shuō),痛苦而漫長(zhǎng)的治療過(guò)程將變成趣味橫生的娛樂(lè)時(shí)間。

秉承這一原理,Luminopia的Luminopia One在2021年10月通過(guò)FDA的De Novo形式獲批。這也是北美第一款弱視數(shù)字療法。事實(shí)上,國(guó)內(nèi)針對(duì)兒童弱視的XR數(shù)字療法獲批更早——2021年2月,視景醫(yī)療通過(guò)注冊(cè)變更的方式實(shí)現(xiàn)了XR數(shù)字療法的獲批。

不僅如此,2021年11月,視景醫(yī)療基于XR技術(shù)的兒童近視數(shù)字療法獲批二類證則為我們展示了另外一個(gè)可能性。

隨著近幾年對(duì)近視研究的深入,在近視發(fā)生發(fā)展的眾多機(jī)制中,以調(diào)節(jié)緊張學(xué)說(shuō)、光學(xué)離焦學(xué)說(shuō)和鞏膜缺氧學(xué)說(shuō)逐漸成為主流認(rèn)知。通過(guò)將這些醫(yī)學(xué)研究理論與最新的數(shù)字技術(shù)融合,就可以為用戶提供一套創(chuàng)新的近視防控方案。

視景醫(yī)療的XR數(shù)字療法集紅光哺光、VR調(diào)節(jié)訓(xùn)練及VR視覺(jué)功能訓(xùn)練于一身,可以讓眼睛在接受紅色激光照射促進(jìn)眼底血液循環(huán)高度活躍時(shí),及時(shí)進(jìn)行手-眼-腦聯(lián)動(dòng)的睫狀肌調(diào)節(jié)訓(xùn)練,以達(dá)到延緩眼球增長(zhǎng),控制近視進(jìn)展的目的。

紅光哺光訓(xùn)練是由產(chǎn)品主機(jī)發(fā)出特定波長(zhǎng)(650nm)的低能量高度紅光對(duì)眼底進(jìn)行照射,能改善眼底脈絡(luò)膜和鞏膜的供血和供氧,促進(jìn)脈絡(luò)膜和鞏膜增長(zhǎng)變厚。同時(shí),高亮紅光讓瞳孔縮小,從而加大視野景深,減少模糊。這種紅光對(duì)眼底的哺氧及眼的三聯(lián)動(dòng)現(xiàn)象雙重作用對(duì)控制近視發(fā)展有很明確的效果。

調(diào)節(jié)訓(xùn)練功能則是通過(guò)軟硬結(jié)合,利用游戲化的方式進(jìn)行大腦+物象無(wú)窮近和無(wú)窮遠(yuǎn)的調(diào)節(jié)訓(xùn)練,有效放松睫狀肌,提高和恢復(fù)調(diào)節(jié)功能。除此之外,療法還設(shè)置了視功能訓(xùn)練,同樣通過(guò)游戲化的方式,讓患者注視、追隨、掃視等多種眼動(dòng)訓(xùn)練,結(jié)合融合功能訓(xùn)練及立體視覺(jué)功能訓(xùn)練,提高大腦對(duì)眼睛的協(xié)調(diào)控制,改善視功能缺損,提高雙眼視功能。

比起傳統(tǒng)的近視防控手段,XR數(shù)字療法突破了傳統(tǒng)治療的局限性,并能提供個(gè)性化的管理治療方案。考慮到眼科視功能康復(fù)患者具有龐大的人群基數(shù),一旦在長(zhǎng)期應(yīng)用中效果得到驗(yàn)證,無(wú)疑將是一個(gè)相當(dāng)值得期待的應(yīng)用場(chǎng)景。

疼痛——國(guó)外方興未艾,國(guó)內(nèi)藍(lán)海顯現(xiàn)

慢性疼痛一般某個(gè)部位長(zhǎng)期的中度至重度疼痛,可能會(huì)抑制日?;顒?dòng)能力。通常來(lái)說(shuō),慢性疼痛主要通過(guò)藥物(服用止痛藥或注射類固醇)、運(yùn)動(dòng)、手術(shù)和經(jīng)皮神經(jīng)電刺激等方式進(jìn)行治療。

包括認(rèn)知行為療法和催眠在內(nèi)的心理學(xué)方法早已被證明可以有效減輕疼痛。這其中,分散注意力是一種歷史悠久的心理疼痛干預(yù),已被證明具有相當(dāng)大的功效。典型的分散注意力干預(yù)包括深呼吸、聽舒緩的音樂(lè)和觀看喜歡的視頻等。

這種療法的原理在于人類的注意力資源有限。因此,消耗部分這些資源的分散注意力的任務(wù)被認(rèn)為會(huì)使可用于處理疼痛的認(rèn)知能力減少,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)疼痛的緩解。

研究人員在最近也開始嘗試應(yīng)用沉浸效果更好的XR技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)患者注意力的分散。2010年,研究人員就證實(shí)了VR分散注意力可有效緩解疼痛 。不過(guò),由于當(dāng)時(shí)VR設(shè)備的成本極為高昂(高達(dá)數(shù)萬(wàn)美元),這一技術(shù)并未被真正考慮用到臨床。

最近兩年XR技術(shù)的大發(fā)展使得應(yīng)用這一類數(shù)字療法成為可能。2021年11月,AppliedVR的RelieVRx(原名EaseVRx)數(shù)字療法獲得了FDA的De Novo審批。這一基于VR技術(shù)和游戲結(jié)合的認(rèn)知行為療法可以通過(guò)正念逃生、疼痛教育、橫膈膜呼吸改善和放松/內(nèi)感受等方法,幫助18歲及以上的慢性腰痛患者減輕疼痛。

這一為期8周的療法首先通過(guò)訓(xùn)練反應(yīng)力的游戲環(huán)節(jié)增強(qiáng)膈肌呼吸,從而激活和控制其副交感神經(jīng)反應(yīng)。隨后,療法會(huì)教育患者了解疼痛管理的相關(guān)知識(shí),如身體如何感知疼痛,患者又該如何控制疼痛。通過(guò)這些方式,患者會(huì)逐漸在沉浸式游戲中分散對(duì)疼痛的注意力。

隨后,患者會(huì)逐漸了解并感受到身體放松時(shí)的變化。療法還可以通過(guò)VR技術(shù)模擬各種令人平靜的沉浸式環(huán)境(如安靜的雪地),以便患者利用正念的方式來(lái)進(jìn)一步緩解疼痛。

AppliedVR的在一項(xiàng)為期8周的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中證明了其安全性和有效性,使用該療法的試驗(yàn)參與者報(bào)告治療后有實(shí)質(zhì)性的改善:疼痛強(qiáng)度平均降低42%,對(duì)生活的干擾降低49%,睡眠干擾減少52%,情緒干擾減少56% 。

除了慢性腰痛,VR數(shù)字療法還對(duì)很多疼痛癥狀可以起到緩解作用。以AppliedVR為例,其就正在研發(fā)產(chǎn)婦疼痛、兒科外周靜脈導(dǎo)管疼痛、風(fēng)濕病疼痛及急診室疼痛管理等癥狀的管線。

除了AppliedVR,全球也有一些其他的XR數(shù)字療法企業(yè)在開發(fā)針對(duì)疼痛癥狀的產(chǎn)品。比如XR Health的慢性疼痛數(shù)字療法,以及Rocket VR Health的產(chǎn)品用于緩解腫瘤患者疼痛等。

疼痛數(shù)字療法在全球逐漸起勢(shì)并不難理解,僅以美國(guó)為例,2016年就有20.4%的成年人患有慢性疼痛,更有8%的成年人患有高度慢性疼痛 。長(zhǎng)年累月的慢性疼痛除了讓患者痛苦不堪,也會(huì)產(chǎn)生額外的高昂代價(jià)——最為典型的莫過(guò)于阿片類藥物在美國(guó)的泛濫。此外,約翰霍普金斯大學(xué)發(fā)表在《疼痛雜志》(The Journal of Pain)上的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),慢性疼痛每年的累積成本可能高達(dá)6350億美元,超過(guò)癌癥、心臟病和糖尿病的年度成本總和。

不過(guò),由于相對(duì)重視程度不高以及認(rèn)知上的不同。這一類數(shù)字療法目前在國(guó)內(nèi)還尚待發(fā)展。目前,國(guó)內(nèi)的奧鎂智能也正開發(fā)XR疼痛數(shù)字療法,但尚未獲證。由于疼痛不像其他疾病一樣直接威脅生命,因此其始終徘徊在大眾視野之外,患者的鎮(zhèn)痛觀念落后。此外,慢性疼痛的原因與發(fā)病機(jī)制的復(fù)雜導(dǎo)致諸多治療手段的療效不盡如人意。

不過(guò),這并不意味著需求的缺失。據(jù)《中國(guó)疼痛醫(yī)學(xué)發(fā)展報(bào)告(2020)》,我國(guó)慢性疼痛患者超過(guò)3億人,且每年以1000-2000萬(wàn)人的速度快速增長(zhǎng) 。由于年齡是慢性疼痛的重要影響因素,隨著我國(guó)社會(huì)老齡化程度的加深,這一潛在的巨大需求亟待滿足。

此外,2018年,WHO修訂了國(guó)際疾病分類(ICD-11),首次將疼痛作為獨(dú)立的疾病賦予編碼和分類。雖然需要一些時(shí)間,但隨著ICD-11未來(lái)在全球的不斷推進(jìn),慢性疼痛是一種疾病的觀念必然也會(huì)逐漸為人所知。

這對(duì)于數(shù)字療法企業(yè)來(lái)說(shuō)意味著什么,不言而喻。

如火如荼的XR,還有哪些不足?

盡管XR數(shù)字療法愈發(fā)受到行業(yè)的青睞,但其本身仍屬于數(shù)字療法的一種,因此數(shù)字療法發(fā)展面臨的問(wèn)題,如支付、商業(yè)化等同樣也不可避免。由于此類問(wèn)題我們已探討多次,本文對(duì)此不再做過(guò)多闡述。

不同于其他數(shù)字療法,XR數(shù)字療法的治療原理和效果多以營(yíng)造出的虛擬現(xiàn)實(shí)效果密切相關(guān)。包括VR、AR和MR在內(nèi)的XR技術(shù)目前仍處于發(fā)展初期。因此,從技術(shù)上而已,XR數(shù)字療法仍有很大的改善空間。

在VR行業(yè)從事相關(guān)工作多年,如今在行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)廠商任職的VR行業(yè)專家楊貴龍(昵稱:卡叔)認(rèn)為,由于技術(shù)的限制,目前VR設(shè)備用于醫(yī)療的瓶頸主要在于幾點(diǎn),其一是顯示效果;其二是性能;其三則是佩戴體驗(yàn)。

首先是顯示效果,目前VR設(shè)備的顯示效果,無(wú)論是顯示的分辨率還是清晰度距離理想仍然有一定的距離。以決定VR顯示清晰程度的關(guān)鍵指標(biāo)像素密度來(lái)說(shuō)。至少需要做到單眼6K分辨率才能實(shí)現(xiàn)較為理想的沉浸感,但目前罕有設(shè)備能夠達(dá)到。

性能則是VR設(shè)備目前面臨的另一瓶頸。例如,任何基于VR的應(yīng)用潛在的副作用之一便是3D眩暈,導(dǎo)致這種眩暈的主要原因之一便是VR設(shè)備本身產(chǎn)生的視覺(jué)眩暈。

視覺(jué)眩暈是指單純由視覺(jué)系統(tǒng)引起的眩暈感,主要因?yàn)閂R設(shè)備性能上的不足導(dǎo)致的顯示高延遲產(chǎn)生。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),用戶用0.5秒的時(shí)間把頭部向右旋轉(zhuǎn)90度,但由于當(dāng)前VR設(shè)備性能上的限制,虛擬現(xiàn)實(shí)中畫面因?yàn)殇秩狙訒r(shí)的緣故,轉(zhuǎn)換時(shí)間更長(zhǎng),從而導(dǎo)致畫面高延遲。此時(shí),用戶就會(huì)立即產(chǎn)生強(qiáng)烈的眩暈感。

“事實(shí)上,即使性能足夠消除延時(shí),眩暈也沒(méi)有辦法完全避免。眩暈的產(chǎn)生也跟個(gè)體相關(guān),需要一定的適應(yīng),并不是技術(shù)能夠完全解決的。就像暈車一樣,有的人完全不暈車,有的人暈車現(xiàn)象很嚴(yán)重,也有之前暈車的人通過(guò)長(zhǎng)期鍛煉不再暈車?!睏钯F龍向動(dòng)脈網(wǎng)介紹道。

最后則是使用體驗(yàn)。楊貴龍表示,目前主流采用一體機(jī)模式的VR設(shè)備由于技術(shù)的限制,普遍體積大重量大,且重心相當(dāng)靠前,佩戴體驗(yàn)較差。此外,現(xiàn)有的VR設(shè)備需要依賴手柄進(jìn)行操作,沉浸感較差,對(duì)于新事物接受較慢的中老年人來(lái)說(shuō)也并不友好。

毫無(wú)疑問(wèn),這些技術(shù)的進(jìn)步需要大量資源和時(shí)間。元宇宙的持續(xù)火爆,或許有助于加快這種技術(shù)進(jìn)步的速度。

雖然仍處于發(fā)展初期,但XR數(shù)字療法已經(jīng)顯露出巨大的發(fā)展?jié)摿?,也是?shù)字療法中相當(dāng)熱門的分支領(lǐng)域。除了精神障礙治療、疾病康復(fù)、眼科和疼痛,行業(yè)也在不斷探索更多的方向,比如睡眠領(lǐng)域以及兒童注意力訓(xùn)練等。

元宇宙的持續(xù)火爆不僅將為XR數(shù)字療法帶來(lái)強(qiáng)勁的后續(xù)推動(dòng)力,也將會(huì)帶動(dòng)更多人對(duì)這類數(shù)字療法的了解和認(rèn)同。虛之實(shí)科技CEO康成在之前接受動(dòng)脈網(wǎng)的采訪時(shí)就表示,數(shù)字療法和元宇宙將在2022年開始融合,這會(huì)為數(shù)字療法的普及帶來(lái)非常大的提升。

令我們尤為欣喜的是,國(guó)內(nèi)在XR數(shù)字療法的應(yīng)用進(jìn)展上并沒(méi)有落后,甚至還有一定的領(lǐng)先。借助國(guó)內(nèi)領(lǐng)先全球的數(shù)字基礎(chǔ)能力,以及對(duì)數(shù)字技術(shù)的開放觀念,打造出具有國(guó)際影響力的數(shù)字療法生態(tài)并不是癡人說(shuō)夢(mèng)。中國(guó)的數(shù)字療法技術(shù)也將有機(jī)會(huì)更多地去影響世界醫(yī)療。

本文為轉(zhuǎn)載內(nèi)容,授權(quán)事宜請(qǐng)聯(lián)系原著作權(quán)人。

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這類數(shù)字療法將要起飛,數(shù)百億美元市場(chǎng)規(guī)模誰(shuí)將占據(jù)先機(jī)?

XR數(shù)字療法的機(jī)會(huì)何在?

文|動(dòng)脈網(wǎng)

數(shù)字療法可以是獨(dú)立軟件,也可以是軟件與軟件、醫(yī)療器械、硬件設(shè)備和服務(wù)的結(jié)合。因此,即使是數(shù)字療法也有不同的技術(shù)路徑和成熟度。動(dòng)脈網(wǎng)注意到,基于XR技術(shù)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字療法已經(jīng)呈現(xiàn)出越來(lái)越火的態(tài)勢(shì)。

不久前,英國(guó)數(shù)字療法初創(chuàng)企業(yè)OxfordVR旗下針對(duì)精神分裂癥及其他嚴(yán)重精神疾病的數(shù)字療法獲得了FDA的突破性設(shè)備稱號(hào)(Breakthrough Devices Designation)。在不到一年時(shí)間內(nèi),F(xiàn)DA已經(jīng)審批通過(guò)了數(shù)款基于XR(擴(kuò)展現(xiàn)實(shí),Extended Reality)技術(shù)的數(shù)字療法。

除了FDA,基于XR技術(shù)的數(shù)字療法也在全球其他地區(qū)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)陸續(xù)獲得審批。毫無(wú)疑問(wèn),這種獨(dú)特的數(shù)字療法已經(jīng)展現(xiàn)出巨大的潛力,并在真實(shí)世界中展現(xiàn)出明確的效果,正處于爆發(fā)前夜。

XR數(shù)字療法——元宇宙的受益者

XR是包括VR在內(nèi)的幾種技術(shù)的統(tǒng)稱。除了常見的VR(虛擬現(xiàn)實(shí),Virtual Reality)和AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí),Augmented Reality),MR(混合現(xiàn)實(shí),Mixed Reality)在近年來(lái)也逐漸興起。

通俗而言,VR是通過(guò)頭盔將用戶與現(xiàn)實(shí)環(huán)境隔絕,讓用戶沉浸于計(jì)算機(jī)生成的純虛擬數(shù)字環(huán)境中。AR則是在真實(shí)環(huán)境中增添或者移除由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)生成的可以交互的虛擬物體或信息。

MR則可以看成是VR和AR的結(jié)合,在概念上它與AR類似,是現(xiàn)實(shí)環(huán)境與虛擬環(huán)境的相互混合;但在結(jié)合的方式上則類似VR的原理,通過(guò)數(shù)字化生成且可互動(dòng)的數(shù)字界面來(lái)結(jié)合現(xiàn)實(shí)與虛擬。

此外,未來(lái)也有可能出現(xiàn)不同于上述新的類似技術(shù),甚至可能出現(xiàn)科幻小說(shuō)或影視中出現(xiàn)的,能夠完全模擬觸覺(jué)及模擬嗅覺(jué)的技術(shù),即理想中的“元宇宙”(如黑客帝國(guó)、頭號(hào)玩家等)。凡此種種,我們都可以將其劃分到XR之中。

2014-2015年,幾款技術(shù)獲得重大進(jìn)步的VR產(chǎn)品相繼問(wèn)世,帶動(dòng)XR概念進(jìn)入令人矚目的行業(yè)高峰。2016年被認(rèn)為是XR元年——當(dāng)年XR相關(guān)企業(yè)在一級(jí)市場(chǎng)吸引了5.33億美元的融資,且大額融資頻發(fā),獲得風(fēng)投最多的全十家公司累計(jì)融資金額高達(dá)3.96億美元 。

不過(guò),雖然XR一直為人看好,但其高光應(yīng)用場(chǎng)景主要集中在社交、娛樂(lè)、游戲、旅游以及購(gòu)物領(lǐng)域。XR在醫(yī)療健康的應(yīng)用場(chǎng)景落地在當(dāng)時(shí)仍然相當(dāng)有限,主要集中在相對(duì)邊緣的醫(yī)療教育培訓(xùn)上。其他如臨床輔助、疾病治療及康復(fù)等應(yīng)用場(chǎng)景雖有想象空間,但在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有什么進(jìn)展。

一方面,XR當(dāng)時(shí)在關(guān)鍵技術(shù)上仍不夠成熟,需要進(jìn)一步發(fā)展才能滿足醫(yī)療健康應(yīng)用的要求;另一方面,一旦涉及到臨床輔助或疾病治療及康復(fù)這樣的醫(yī)療核心領(lǐng)域,必然需要面對(duì)各種嚴(yán)苛監(jiān)管,以及長(zhǎng)時(shí)間的研發(fā)和臨床試驗(yàn)。醫(yī)療健康行業(yè)長(zhǎng)周期的特點(diǎn)在這里顯現(xiàn)無(wú)疑。

一些監(jiān)管機(jī)構(gòu)早早看到了趨勢(shì),開始未雨綢繆。2018年,韓國(guó)食品藥品安全部(MFDS,Ministry of Food and Drug Safety)發(fā)布了《評(píng)估和批準(zhǔn)AR/VR醫(yī)療器械的指南》(Guidelines on review and approval of AR/VR-based medical devices) ,規(guī)定了基于VR和AR的醫(yī)療器械的定義和要素以及批準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。

雖然XR只是經(jīng)歷了曇花一現(xiàn)的繁榮,并很快陷入低谷。但2021年,元宇宙概念的一夜爆紅拯救了XR——作為目前元宇宙的主要接口,XR自然也得到了極大的關(guān)注。

根據(jù)麥肯錫的數(shù)據(jù),2021年元宇宙概念在一級(jí)市場(chǎng)上獲得了130億美元的融資。2022年前5個(gè)月,整個(gè)元宇宙行業(yè)共獲得了1200億美元的投資,用于技術(shù)和基礎(chǔ)研發(fā),是2021年全年570億美元投資的兩倍。預(yù)計(jì)到2030年,整個(gè)元宇宙行業(yè)的價(jià)值將達(dá)到驚人的5萬(wàn)億美元 !

經(jīng)過(guò)這幾年的潛心發(fā)展,XR+醫(yī)療已經(jīng)在疾病治療及康復(fù)等醫(yī)療的核心領(lǐng)域獲得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展,開始結(jié)出果實(shí)。恰逢數(shù)字療法的崛起,在后疫情的真實(shí)世界中取得了有目共睹的進(jìn)展,逐漸獲得越來(lái)越多的認(rèn)可。這又給XR+醫(yī)療提供了另一大推動(dòng)力,背靠?jī)纱鬅衢T題材的XR+醫(yī)療終于開始苦盡甘來(lái),即將發(fā)力。

根據(jù)Fact&Factors最新的報(bào)告,全球XR+醫(yī)療的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2020年的27億美元暴增至2026年的409.8億美元,2021-2026年的復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)將達(dá)到34.89% 。

動(dòng)脈網(wǎng)整理發(fā)現(xiàn),目前XR數(shù)字療法主要集中在精神障礙治療、疾病康復(fù)、疼痛緩解及眼科等相關(guān)領(lǐng)域。

精神障礙治療——國(guó)內(nèi)已獲批,國(guó)外接近獲批

VR數(shù)字療法用于治療精神分裂癥和其他嚴(yán)重精神疾病是其主要類別之一。這類疾病的患者往往在某種條件下(比如恐高、恐人群、恐空曠)引發(fā)恐懼和焦慮,導(dǎo)致疾病發(fā)作。這種焦慮一旦長(zhǎng)期未得到緩解,將導(dǎo)致患者從日常環(huán)境中退縮,將其生活限制在被認(rèn)為是足夠安全的地點(diǎn)和活動(dòng)中。

傳統(tǒng)的特定恐懼癥治療方式主要通過(guò)認(rèn)知行為療法實(shí)現(xiàn),主要的表現(xiàn)形式之一是“暴露”——即讓患者充分暴露在可能誘發(fā)癥狀的環(huán)境中,實(shí)現(xiàn)心理脫敏。這其中,又分為“想象暴露”和“實(shí)景暴露”。

想象暴露是應(yīng)用得最為普遍的方法。以恐高癥為例,心理治療師會(huì)讓患者想象自己身在高處,隨后展開下一步的治療。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是治療環(huán)境要求低,缺點(diǎn)則是效果非常不穩(wěn)定。

“效果如何取決于患者想象力的豐富程度、患者疾病的嚴(yán)重程度、可能獲得治療的效果、醫(yī)生本身的說(shuō)服力以及醫(yī)生患者之間同盟關(guān)系的建立。這種形式最后的結(jié)果會(huì)非常不穩(wěn)定”,凝動(dòng)醫(yī)療聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席醫(yī)學(xué)官周東博士介紹道。

實(shí)景暴露則是將患者帶到真實(shí)環(huán)境進(jìn)行暴露,比如,將恐高癥患者帶到高處,使其對(duì)造成恐懼的環(huán)境脫敏。不過(guò),這種方式對(duì)治療環(huán)境要求較高,成本和壓力也非常大。此外,更存在一些不為人知的安全隱患。

“在研究中,還有些患者告訴我們,他們之所以恐高是怕自己站到高處后,會(huì)控制不住自己想要從高處跳下去的沖動(dòng)。這說(shuō)明實(shí)景暴露其實(shí)是有風(fēng)險(xiǎn)的”,周東博士表示。

相比之下,XR數(shù)字療法可以在效果和成本之間實(shí)現(xiàn)了較好的平衡,并為患者提供一個(gè)絕對(duì)可控的安全環(huán)境,根據(jù)個(gè)人進(jìn)度調(diào)整相應(yīng)的強(qiáng)度,從而幫助患者實(shí)現(xiàn)低成本個(gè)性化的治療。

以O(shè)xfordVR的恐高數(shù)字療法為例,其于2019-2021年間在英國(guó)進(jìn)行了入組人數(shù)達(dá)到346人的臨床試驗(yàn)。最終的研究報(bào)告則在2022年4月發(fā)表在《柳葉刀》上。最嚴(yán)重的患者在使用該療法六周后,回避行為減少了49%,偏執(zhí)現(xiàn)象減少了41%,生活質(zhì)量提高了21% 。同時(shí),試驗(yàn)也證實(shí)VR數(shù)字療法可以在保證標(biāo)準(zhǔn)化治療的前提下輕松擴(kuò)展規(guī)模,大幅降低對(duì)訓(xùn)練有素的訓(xùn)練師的依賴,從而降低治療的成本。

同時(shí),由于患者的生物反饋數(shù)據(jù)被系統(tǒng)記錄并分析,告別了傳統(tǒng)精神心理疾病領(lǐng)域主觀判斷為主的診療方法。這一積極結(jié)果顯然有助于OxfordVR之后通過(guò)FDA的審批并正式上市。

除此之外,同樣基于VR實(shí)現(xiàn)行為認(rèn)知療法的Amelia Virtual Care和Limbix也有相應(yīng)的成果發(fā)布:前者利用VR與正念結(jié)合,在降低大學(xué)生壓力上體現(xiàn)出較好的效果并增強(qiáng)治療依從性 ;后者在利用VR治療青少年抑郁癥的臨床試驗(yàn)中顯著降低了抑郁癥狀,緩解率為治療反應(yīng)率分別為21%和29%(對(duì)照組指標(biāo)分別為4%和16%) 。

不過(guò),這幾款數(shù)字療法目前都還未通過(guò)FDA的審批。與之相比,在這一領(lǐng)域上,我國(guó)甚至還走在了前列——2022年2月,凝動(dòng)醫(yī)療基于VR技術(shù)的“特定恐懼心理康復(fù)訓(xùn)練軟件”通過(guò)了NMPA的審批,拿到了二類醫(yī)療器械注冊(cè)證。

臨床結(jié)果顯示,接受VR暴露治療的恐高癥患者的高度焦慮和回避行為(以恐高問(wèn)卷AQ為指標(biāo))降低接近50%,并且其對(duì)高度的認(rèn)知(以高度演繹問(wèn)卷HIQ為指標(biāo))和焦慮臨床表現(xiàn)(以貝克焦慮量表BAI為指標(biāo))也有顯著改善。此外,除VR設(shè)備引起的輕度眩暈(以模擬器眩暈量表SSQ為指標(biāo))外,沒(méi)有受試者在治療過(guò)程中表示無(wú)法適應(yīng)或需要終止試驗(yàn),在研究完成后的隨訪期間也沒(méi)有受試者主動(dòng)報(bào)告或提及任何不良反應(yīng)。

這款產(chǎn)品的獲批,也填補(bǔ)了我國(guó)相關(guān)治療領(lǐng)域的空白,為廣大臨床精神醫(yī)學(xué)專業(yè)人士提供了一款對(duì)環(huán)境和治療對(duì)象友好且可控的輔助工具,也為受到恐高癥困擾的患者提供了穩(wěn)定可靠的解決方案。

除此以外,國(guó)內(nèi)的賽翁思、數(shù)藥智能、望里科技和心景科技等企業(yè)也分別在利用XR數(shù)字療法實(shí)現(xiàn)精神障礙治療上進(jìn)行相應(yīng)的探索。

疾病康復(fù)——國(guó)內(nèi)已獲批,領(lǐng)先全球

疾病康復(fù)是XR數(shù)字療法另外一個(gè)重要的用途。這類數(shù)字療法允許患者在有限的空間內(nèi)進(jìn)行鍛煉恢復(fù)。這項(xiàng)技術(shù)不僅能精準(zhǔn)控制環(huán)境,還能根據(jù)患者的技能水平調(diào)整難度。由于其可及性和安全性,增加了患者的使用場(chǎng)景,有利于認(rèn)知康復(fù)的實(shí)施。

此外,這類數(shù)字療法可以實(shí)現(xiàn)快速標(biāo)準(zhǔn)化的擴(kuò)展,使康復(fù)人員可以同時(shí)服務(wù)更多的患者,提高效率,并降低了醫(yī)療機(jī)構(gòu)的成本。

Nunap無(wú)疑是這一領(lǐng)域名氣最大的企業(yè)之一。這家成立于2017年的韓國(guó)企業(yè)自成立以來(lái)便致力于實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和AI技術(shù)的融合來(lái)開發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療的數(shù)字療法產(chǎn)品。

Nunaps旗下的Nunap Vision數(shù)字療法可利用VR技術(shù)對(duì)腦損傷(如腦卒中)引起的視覺(jué)障礙進(jìn)行視覺(jué)感知康復(fù)訓(xùn)練。在設(shè)計(jì)上,它利用了視知覺(jué)學(xué)習(xí)(VPL ,Visual Perceptual Learning)來(lái)提升視覺(jué)感知,通過(guò)特定的視知覺(jué)任務(wù)訓(xùn)練使視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)外界信息感知能力顯著提高,產(chǎn)生視覺(jué)刺激并傳輸?shù)酱竽X的不同區(qū)。最終,通過(guò)反復(fù)的視覺(jué)感知訓(xùn)練試圖開發(fā)新的視覺(jué)通路從而治療視野缺損。

2019年7月,韓國(guó)批準(zhǔn)了Nunaps旗下Nunap Vision數(shù)字療法的臨床試驗(yàn)。這也是韓國(guó)首次獲批的數(shù)字療法臨床試驗(yàn)。不過(guò),或許是因?yàn)镹unap選擇了較為前沿的神經(jīng)領(lǐng)域,目前仍未通過(guò)監(jiān)管審批。

值得一提的是,基于相應(yīng)的行業(yè)推動(dòng),韓國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)也陸續(xù)推動(dòng)了一些政策的發(fā)布。韓國(guó)食品和藥品安全部在2020年10月發(fā)布了《數(shù)字療法評(píng)測(cè)及審批指南(行業(yè)版)》(Guideline on Review and Approval of Digital Therapeutics(For Industry))。隨后,MFDS又在2021年對(duì)2018年發(fā)布的VR/AR醫(yī)療器械指南進(jìn)行了更新,即《將軟件審查作為批準(zhǔn)基于AR/VR的醫(yī)療設(shè)備的唯一要求》(Software Review as the Only Requirement for Approval of AR/VR-Based Medical Devices)。

國(guó)內(nèi)在這個(gè)領(lǐng)域的審批上反而走到了前面。早在2020年,虛之實(shí)科技的“認(rèn)知功能康復(fù)軟件”就拿到了NMPA的二類證,可應(yīng)用于各種腦功能疾病所致認(rèn)知功能損害的康復(fù)訓(xùn)練,如退行性腦疾病、精神疾病及腦損傷所致的注意力、記憶力、執(zhí)行控制能力障礙等。即使在全球范圍,這也是最早獲批的XR數(shù)字療法之一。

療法通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬了現(xiàn)實(shí)中的場(chǎng)景。比如超市模塊,就可以讓訓(xùn)練者處于虛擬超市場(chǎng)景中,根據(jù)提示拿取各種物品,包括幾何體、廚具、茶具、蔬菜、酒水、水果等。

任務(wù)難度會(huì)在訓(xùn)練過(guò)程中逐步提升,從拿取一個(gè)物品到拿取多個(gè)物品,鍛煉訓(xùn)練者的記憶力、注意力和執(zhí)行能力,最終達(dá)到改善訓(xùn)練者認(rèn)知功能狀態(tài)的目的。針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間與社會(huì)脫節(jié)的認(rèn)知障礙高齡患者,這種虛擬社會(huì)活動(dòng)場(chǎng)景相當(dāng)于外界的刺激,可以延緩認(rèn)知障礙的進(jìn)展。

除了超市場(chǎng)景,該康復(fù)系統(tǒng)也包括其他療法模塊以適應(yīng)多種需求,并能根據(jù)需求搭配不同的場(chǎng)景提供個(gè)性化的治療。

舉例來(lái)說(shuō),針對(duì)某運(yùn)動(dòng)功能退化伴隨輕度認(rèn)知障礙的患者,醫(yī)生讓其首先體驗(yàn)乒乓球模擬器,隨后再運(yùn)用松弛療法的呼吸模塊,從而既能讓患者通過(guò)適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)來(lái)延緩大腦神經(jīng)退行性病變的惡化,也能通過(guò)訓(xùn)練其控制呼吸的頻率和深度,來(lái)幫助放松運(yùn)動(dòng)后身體與精神的緊張。

2019年,虛之實(shí)的“認(rèn)知康復(fù)系統(tǒng)”在四家醫(yī)院開展了多中心臨床試驗(yàn),基于MCCB量表,對(duì)入組的120例患者進(jìn)行臨床研究數(shù)據(jù)驗(yàn)證。臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示,相較于醫(yī)生進(jìn)行傳統(tǒng)干預(yù)的對(duì)照組,使用“認(rèn)知康復(fù)系統(tǒng)”的訓(xùn)練組一個(gè)月療程綜合分平均提升7%,三個(gè)月療程平均提升15%,可以更為有效地改善精神障礙患者的認(rèn)知功能狀態(tài)。

眼科——國(guó)內(nèi)外均獲批

一般認(rèn)為,XR技術(shù)由于需要長(zhǎng)時(shí)間用眼,長(zhǎng)時(shí)間使用或?qū)颊咭暳?huì)產(chǎn)生一定影響。有意思的是,眼科恰恰也是XR數(shù)字療法的一大適應(yīng)癥。尤其是對(duì)于兒童斜弱視患者而言,XR數(shù)字療法的出現(xiàn)堪稱福音。

弱視是因黃斑區(qū)視覺(jué)細(xì)胞發(fā)育不良導(dǎo)致的疾病?;純貉劬﹄m無(wú)器質(zhì)性病變,但不管戴不戴眼鏡,都不能看清,嚴(yán)重者甚至導(dǎo)致單眼失明。通俗來(lái)說(shuō),就是大腦偏愛一只眼睛,這導(dǎo)致另一只眼睛出現(xiàn)視力問(wèn)題。

傳統(tǒng)的治療方法是用貼片眼罩或模糊藥水阻擋較強(qiáng)的眼睛,迫使大腦依賴較弱的眼睛,對(duì)弱視眼進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊曈X(jué)刺激(如串珠、刺點(diǎn)和燈光)進(jìn)而建立雙眼正常視網(wǎng)膜對(duì)應(yīng),促進(jìn)視功能恢復(fù)。

整個(gè)治療過(guò)程歷時(shí)漫長(zhǎng)且枯燥,就算很多醫(yī)療器械廠家引入了更為新鮮感的硬件,患兒依舊難以堅(jiān)持長(zhǎng)達(dá)3-6個(gè)月的重復(fù)內(nèi)容訓(xùn)練,或者在治療過(guò)程中敷衍了事,無(wú)法達(dá)到治療效果。

XR數(shù)字療法則可以通過(guò)新鮮的沉浸式環(huán)境和游戲化的治療方式大大提高患兒治療依從性。對(duì)于患兒來(lái)說(shuō),痛苦而漫長(zhǎng)的治療過(guò)程將變成趣味橫生的娛樂(lè)時(shí)間。

秉承這一原理,Luminopia的Luminopia One在2021年10月通過(guò)FDA的De Novo形式獲批。這也是北美第一款弱視數(shù)字療法。事實(shí)上,國(guó)內(nèi)針對(duì)兒童弱視的XR數(shù)字療法獲批更早——2021年2月,視景醫(yī)療通過(guò)注冊(cè)變更的方式實(shí)現(xiàn)了XR數(shù)字療法的獲批。

不僅如此,2021年11月,視景醫(yī)療基于XR技術(shù)的兒童近視數(shù)字療法獲批二類證則為我們展示了另外一個(gè)可能性。

隨著近幾年對(duì)近視研究的深入,在近視發(fā)生發(fā)展的眾多機(jī)制中,以調(diào)節(jié)緊張學(xué)說(shuō)、光學(xué)離焦學(xué)說(shuō)和鞏膜缺氧學(xué)說(shuō)逐漸成為主流認(rèn)知。通過(guò)將這些醫(yī)學(xué)研究理論與最新的數(shù)字技術(shù)融合,就可以為用戶提供一套創(chuàng)新的近視防控方案。

視景醫(yī)療的XR數(shù)字療法集紅光哺光、VR調(diào)節(jié)訓(xùn)練及VR視覺(jué)功能訓(xùn)練于一身,可以讓眼睛在接受紅色激光照射促進(jìn)眼底血液循環(huán)高度活躍時(shí),及時(shí)進(jìn)行手-眼-腦聯(lián)動(dòng)的睫狀肌調(diào)節(jié)訓(xùn)練,以達(dá)到延緩眼球增長(zhǎng),控制近視進(jìn)展的目的。

紅光哺光訓(xùn)練是由產(chǎn)品主機(jī)發(fā)出特定波長(zhǎng)(650nm)的低能量高度紅光對(duì)眼底進(jìn)行照射,能改善眼底脈絡(luò)膜和鞏膜的供血和供氧,促進(jìn)脈絡(luò)膜和鞏膜增長(zhǎng)變厚。同時(shí),高亮紅光讓瞳孔縮小,從而加大視野景深,減少模糊。這種紅光對(duì)眼底的哺氧及眼的三聯(lián)動(dòng)現(xiàn)象雙重作用對(duì)控制近視發(fā)展有很明確的效果。

調(diào)節(jié)訓(xùn)練功能則是通過(guò)軟硬結(jié)合,利用游戲化的方式進(jìn)行大腦+物象無(wú)窮近和無(wú)窮遠(yuǎn)的調(diào)節(jié)訓(xùn)練,有效放松睫狀肌,提高和恢復(fù)調(diào)節(jié)功能。除此之外,療法還設(shè)置了視功能訓(xùn)練,同樣通過(guò)游戲化的方式,讓患者注視、追隨、掃視等多種眼動(dòng)訓(xùn)練,結(jié)合融合功能訓(xùn)練及立體視覺(jué)功能訓(xùn)練,提高大腦對(duì)眼睛的協(xié)調(diào)控制,改善視功能缺損,提高雙眼視功能。

比起傳統(tǒng)的近視防控手段,XR數(shù)字療法突破了傳統(tǒng)治療的局限性,并能提供個(gè)性化的管理治療方案??紤]到眼科視功能康復(fù)患者具有龐大的人群基數(shù),一旦在長(zhǎng)期應(yīng)用中效果得到驗(yàn)證,無(wú)疑將是一個(gè)相當(dāng)值得期待的應(yīng)用場(chǎng)景。

疼痛——國(guó)外方興未艾,國(guó)內(nèi)藍(lán)海顯現(xiàn)

慢性疼痛一般某個(gè)部位長(zhǎng)期的中度至重度疼痛,可能會(huì)抑制日?;顒?dòng)能力。通常來(lái)說(shuō),慢性疼痛主要通過(guò)藥物(服用止痛藥或注射類固醇)、運(yùn)動(dòng)、手術(shù)和經(jīng)皮神經(jīng)電刺激等方式進(jìn)行治療。

包括認(rèn)知行為療法和催眠在內(nèi)的心理學(xué)方法早已被證明可以有效減輕疼痛。這其中,分散注意力是一種歷史悠久的心理疼痛干預(yù),已被證明具有相當(dāng)大的功效。典型的分散注意力干預(yù)包括深呼吸、聽舒緩的音樂(lè)和觀看喜歡的視頻等。

這種療法的原理在于人類的注意力資源有限。因此,消耗部分這些資源的分散注意力的任務(wù)被認(rèn)為會(huì)使可用于處理疼痛的認(rèn)知能力減少,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)疼痛的緩解。

研究人員在最近也開始嘗試應(yīng)用沉浸效果更好的XR技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)患者注意力的分散。2010年,研究人員就證實(shí)了VR分散注意力可有效緩解疼痛 。不過(guò),由于當(dāng)時(shí)VR設(shè)備的成本極為高昂(高達(dá)數(shù)萬(wàn)美元),這一技術(shù)并未被真正考慮用到臨床。

最近兩年XR技術(shù)的大發(fā)展使得應(yīng)用這一類數(shù)字療法成為可能。2021年11月,AppliedVR的RelieVRx(原名EaseVRx)數(shù)字療法獲得了FDA的De Novo審批。這一基于VR技術(shù)和游戲結(jié)合的認(rèn)知行為療法可以通過(guò)正念逃生、疼痛教育、橫膈膜呼吸改善和放松/內(nèi)感受等方法,幫助18歲及以上的慢性腰痛患者減輕疼痛。

這一為期8周的療法首先通過(guò)訓(xùn)練反應(yīng)力的游戲環(huán)節(jié)增強(qiáng)膈肌呼吸,從而激活和控制其副交感神經(jīng)反應(yīng)。隨后,療法會(huì)教育患者了解疼痛管理的相關(guān)知識(shí),如身體如何感知疼痛,患者又該如何控制疼痛。通過(guò)這些方式,患者會(huì)逐漸在沉浸式游戲中分散對(duì)疼痛的注意力。

隨后,患者會(huì)逐漸了解并感受到身體放松時(shí)的變化。療法還可以通過(guò)VR技術(shù)模擬各種令人平靜的沉浸式環(huán)境(如安靜的雪地),以便患者利用正念的方式來(lái)進(jìn)一步緩解疼痛。

AppliedVR的在一項(xiàng)為期8周的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中證明了其安全性和有效性,使用該療法的試驗(yàn)參與者報(bào)告治療后有實(shí)質(zhì)性的改善:疼痛強(qiáng)度平均降低42%,對(duì)生活的干擾降低49%,睡眠干擾減少52%,情緒干擾減少56% 。

除了慢性腰痛,VR數(shù)字療法還對(duì)很多疼痛癥狀可以起到緩解作用。以AppliedVR為例,其就正在研發(fā)產(chǎn)婦疼痛、兒科外周靜脈導(dǎo)管疼痛、風(fēng)濕病疼痛及急診室疼痛管理等癥狀的管線。

除了AppliedVR,全球也有一些其他的XR數(shù)字療法企業(yè)在開發(fā)針對(duì)疼痛癥狀的產(chǎn)品。比如XR Health的慢性疼痛數(shù)字療法,以及Rocket VR Health的產(chǎn)品用于緩解腫瘤患者疼痛等。

疼痛數(shù)字療法在全球逐漸起勢(shì)并不難理解,僅以美國(guó)為例,2016年就有20.4%的成年人患有慢性疼痛,更有8%的成年人患有高度慢性疼痛 。長(zhǎng)年累月的慢性疼痛除了讓患者痛苦不堪,也會(huì)產(chǎn)生額外的高昂代價(jià)——最為典型的莫過(guò)于阿片類藥物在美國(guó)的泛濫。此外,約翰霍普金斯大學(xué)發(fā)表在《疼痛雜志》(The Journal of Pain)上的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),慢性疼痛每年的累積成本可能高達(dá)6350億美元,超過(guò)癌癥、心臟病和糖尿病的年度成本總和。

不過(guò),由于相對(duì)重視程度不高以及認(rèn)知上的不同。這一類數(shù)字療法目前在國(guó)內(nèi)還尚待發(fā)展。目前,國(guó)內(nèi)的奧鎂智能也正開發(fā)XR疼痛數(shù)字療法,但尚未獲證。由于疼痛不像其他疾病一樣直接威脅生命,因此其始終徘徊在大眾視野之外,患者的鎮(zhèn)痛觀念落后。此外,慢性疼痛的原因與發(fā)病機(jī)制的復(fù)雜導(dǎo)致諸多治療手段的療效不盡如人意。

不過(guò),這并不意味著需求的缺失。據(jù)《中國(guó)疼痛醫(yī)學(xué)發(fā)展報(bào)告(2020)》,我國(guó)慢性疼痛患者超過(guò)3億人,且每年以1000-2000萬(wàn)人的速度快速增長(zhǎng) 。由于年齡是慢性疼痛的重要影響因素,隨著我國(guó)社會(huì)老齡化程度的加深,這一潛在的巨大需求亟待滿足。

此外,2018年,WHO修訂了國(guó)際疾病分類(ICD-11),首次將疼痛作為獨(dú)立的疾病賦予編碼和分類。雖然需要一些時(shí)間,但隨著ICD-11未來(lái)在全球的不斷推進(jìn),慢性疼痛是一種疾病的觀念必然也會(huì)逐漸為人所知。

這對(duì)于數(shù)字療法企業(yè)來(lái)說(shuō)意味著什么,不言而喻。

如火如荼的XR,還有哪些不足?

盡管XR數(shù)字療法愈發(fā)受到行業(yè)的青睞,但其本身仍屬于數(shù)字療法的一種,因此數(shù)字療法發(fā)展面臨的問(wèn)題,如支付、商業(yè)化等同樣也不可避免。由于此類問(wèn)題我們已探討多次,本文對(duì)此不再做過(guò)多闡述。

不同于其他數(shù)字療法,XR數(shù)字療法的治療原理和效果多以營(yíng)造出的虛擬現(xiàn)實(shí)效果密切相關(guān)。包括VR、AR和MR在內(nèi)的XR技術(shù)目前仍處于發(fā)展初期。因此,從技術(shù)上而已,XR數(shù)字療法仍有很大的改善空間。

在VR行業(yè)從事相關(guān)工作多年,如今在行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)廠商任職的VR行業(yè)專家楊貴龍(昵稱:卡叔)認(rèn)為,由于技術(shù)的限制,目前VR設(shè)備用于醫(yī)療的瓶頸主要在于幾點(diǎn),其一是顯示效果;其二是性能;其三則是佩戴體驗(yàn)。

首先是顯示效果,目前VR設(shè)備的顯示效果,無(wú)論是顯示的分辨率還是清晰度距離理想仍然有一定的距離。以決定VR顯示清晰程度的關(guān)鍵指標(biāo)像素密度來(lái)說(shuō)。至少需要做到單眼6K分辨率才能實(shí)現(xiàn)較為理想的沉浸感,但目前罕有設(shè)備能夠達(dá)到。

性能則是VR設(shè)備目前面臨的另一瓶頸。例如,任何基于VR的應(yīng)用潛在的副作用之一便是3D眩暈,導(dǎo)致這種眩暈的主要原因之一便是VR設(shè)備本身產(chǎn)生的視覺(jué)眩暈。

視覺(jué)眩暈是指單純由視覺(jué)系統(tǒng)引起的眩暈感,主要因?yàn)閂R設(shè)備性能上的不足導(dǎo)致的顯示高延遲產(chǎn)生。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),用戶用0.5秒的時(shí)間把頭部向右旋轉(zhuǎn)90度,但由于當(dāng)前VR設(shè)備性能上的限制,虛擬現(xiàn)實(shí)中畫面因?yàn)殇秩狙訒r(shí)的緣故,轉(zhuǎn)換時(shí)間更長(zhǎng),從而導(dǎo)致畫面高延遲。此時(shí),用戶就會(huì)立即產(chǎn)生強(qiáng)烈的眩暈感。

“事實(shí)上,即使性能足夠消除延時(shí),眩暈也沒(méi)有辦法完全避免。眩暈的產(chǎn)生也跟個(gè)體相關(guān),需要一定的適應(yīng),并不是技術(shù)能夠完全解決的。就像暈車一樣,有的人完全不暈車,有的人暈車現(xiàn)象很嚴(yán)重,也有之前暈車的人通過(guò)長(zhǎng)期鍛煉不再暈車?!睏钯F龍向動(dòng)脈網(wǎng)介紹道。

最后則是使用體驗(yàn)。楊貴龍表示,目前主流采用一體機(jī)模式的VR設(shè)備由于技術(shù)的限制,普遍體積大重量大,且重心相當(dāng)靠前,佩戴體驗(yàn)較差。此外,現(xiàn)有的VR設(shè)備需要依賴手柄進(jìn)行操作,沉浸感較差,對(duì)于新事物接受較慢的中老年人來(lái)說(shuō)也并不友好。

毫無(wú)疑問(wèn),這些技術(shù)的進(jìn)步需要大量資源和時(shí)間。元宇宙的持續(xù)火爆,或許有助于加快這種技術(shù)進(jìn)步的速度。

雖然仍處于發(fā)展初期,但XR數(shù)字療法已經(jīng)顯露出巨大的發(fā)展?jié)摿?,也是?shù)字療法中相當(dāng)熱門的分支領(lǐng)域。除了精神障礙治療、疾病康復(fù)、眼科和疼痛,行業(yè)也在不斷探索更多的方向,比如睡眠領(lǐng)域以及兒童注意力訓(xùn)練等。

元宇宙的持續(xù)火爆不僅將為XR數(shù)字療法帶來(lái)強(qiáng)勁的后續(xù)推動(dòng)力,也將會(huì)帶動(dòng)更多人對(duì)這類數(shù)字療法的了解和認(rèn)同。虛之實(shí)科技CEO康成在之前接受動(dòng)脈網(wǎng)的采訪時(shí)就表示,數(shù)字療法和元宇宙將在2022年開始融合,這會(huì)為數(shù)字療法的普及帶來(lái)非常大的提升。

令我們尤為欣喜的是,國(guó)內(nèi)在XR數(shù)字療法的應(yīng)用進(jìn)展上并沒(méi)有落后,甚至還有一定的領(lǐng)先。借助國(guó)內(nèi)領(lǐng)先全球的數(shù)字基礎(chǔ)能力,以及對(duì)數(shù)字技術(shù)的開放觀念,打造出具有國(guó)際影響力的數(shù)字療法生態(tài)并不是癡人說(shuō)夢(mèng)。中國(guó)的數(shù)字療法技術(shù)也將有機(jī)會(huì)更多地去影響世界醫(yī)療。

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