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元宇宙於醫療保健領域之發展趨勢

薛孝亭/ 發布日期:2024/03/20/ 瀏覽次數:223

一、市場動態

元宇宙為結合人工智慧、區塊鏈、數位孿生、互聯網等先進數位技術而建立的虛擬世界,此世界能透過虛擬實境(Virtual Reality, VR)或混合實境(Mixed Reality, MR)頭戴式裝置等設備,為使用者提供一個身臨其境、即時互動的沉浸式體驗。元宇宙具備改變傳統醫療照護模式的潛力,近期亦成為醫療保健業者關注的焦點。根據MarketsandMarkets市場研究報告,2023年醫療保健領域元宇宙市場約為95億美元,預計2028年將增長至將近800億美元,年均複合成長率(CAGR)高達53%。市場蓬勃發展的主因包括:遠距醫療普及率的提升,混合實境於疾病治療的應用範疇逐漸擴張(如手術模擬、醫師培訓、疾病治療等)以及醫療領域數位孿生技術迅速發展。
 

二、應用範疇

元宇宙於醫療保健領域之應用可細分為:疾病治療(包括行為健康、心理健康、疼痛管理、復健等);遠距醫療(包括遠距監控及疾病診斷等);手術視覺化(包括術前規劃、手術過程視覺化);醫學教育(包括醫學技能模擬訓練);健康管理與健身等類型(各應用類型介紹請參閱圖一)。Frost & Sullivan評估由於行為健康、心理健康、疼痛管理、復健等疾病治療應用迄今仍有大量未滿足的需求,包括當前治療方式療效有限且可及性較低(如需預約並至特定醫院才能使用復健設備),元宇宙技術之進展將能徹底改變前述疾病之治療模式。以下將分別介紹元宇宙技術於行為與心理健康,以及疼痛管理與復健之助益與目前仍面臨的挑戰:

 

 

(一) 行為與心理健康
元宇宙在行為與心理治療之用途涵蓋下列數項:(1) 虛擬心理諮商:虛擬會議能夠使心理諮商不受時間與地點限制,提高心理治療的可及性與便利性;(2) 暴露療法(exposure therapy):患者能在身歷其境的環境中練習克服焦慮與恐懼;(3) 壓力減輕與放鬆:元宇宙能創造冥想空間,使用者能於其中練習正念(mindfulness)以減輕壓力;(4) 社會支持與促進同儕互動:使用者能夠透過虛擬社群和社交網路進行溝通與討論,幫助患者與社會建立連結等。

元宇宙技術主要優勢在於能因應治療需求,創造出逼真且受控制的環境,以提升心理療法的有效性。另外,醫療保健服務提供者能夠遠距即時監控患者的心理健康狀態,並且適時進行干預,防止心理健康惡化。同時,患者於虛擬世界中產生的大量行為及生理反應等相關數據亦能被蒐集與分析,使服務提供者能針對患者制定個人化療程。

然而,目前仍需要嚴謹的臨床數據與證據,支持元宇宙技術於行為與心理治療的有效性。另外,虛擬世界的沉浸式體驗,可能會讓使用者成癮或產生依賴性,因此,須制定相關規範或指導原則,並且密切監控患者於治療期間的身心狀況。同時,患者數據的使用與安全隱私問題,亦是此技術普及須解決的問題。

(二) 疼痛管理與復健
元宇宙在疼痛管理與復健之用途涵蓋下列數項:(1) 分心療法(Distraction Therapy):能於護理或手術進行時,如牙科手術、燒燙傷換藥,分散患者注意力以減緩疼痛與不適感;(2) 移動與運動復健:於互動式虛擬世界中進行運動與復健訓練,以改善中風病患、身心障礙者等使用者的活動能力與肌肉力量;(3) 遠距復健與監測:使患者或行動不便者能居家進行復健;(4) 教育:元宇宙平台能提供復健相關的互動式教育訓練,改善患者參與以及學習成效。

在優勢方面,元宇宙技術能克服地理空間上的阻礙,提高復健的便利性與可及性,尤其是對位居偏遠地區或行動不便的族群而言。同時,元宇宙技術亦能與感測器與運動追蹤裝置整合,以監測身體活動與運動表現,並且能即時評估復健成效,適時調整復健強度。

然而,虛擬實境頭戴式裝置與感測器等設備昂貴,且虛擬世界紀錄如何與電子健康紀錄(EHR)以及現有醫療保健系統間整合等議題,為仍須克服的挑戰。

 

三、學術研究動態

於行為與心理健康治療方面,美國史丹佛大學近期研究顯示,虛擬世界能顯著改善重度憂鬱患者的症狀,且虛擬世界的環境與虛擬分身外貌,會影響使用者的社交行為。另外,美國加州大學洛杉磯分校的研究發現,元宇宙能提供一個安全且受控制的環境,讓使用者能安心地於其中與治療師進行討論,有助於減輕創傷後壓力症候群(Post-traumatic stress disorder, PTSD)。

於疼痛管理與復健方面,英國謝菲爾德哈勒姆大學(Sheffield Hallam University)近期研究了虛擬實境遊戲對患有上肢損傷(例如骨折)兒童復健之助益。研究結果顯示,虛擬實境遊戲可以提升復健時的趣味性並且顯著減輕患者的痛苦。

 

四、業界創新案例介紹

以下分別介紹元宇宙技術於疾病治療之創新應用案例:

(一) 行為治療元宇宙平台
開發商:美國Floreo 
Floreo目標為創造世界領先的行為治療元宇宙平台。目前Floreo已開發出Floreo VR解決方案,其中含有數百項經過臨床醫生、治療師、工程師和患者等利害關係人合作開發之課程,可提供13歲以上神經多樣性(neurodiverse)患者實用的生活技能學習,包括溝通與社交技巧。
近期Floreo與Meta建立合作關係,利用Meta的Quest 2頭戴式裝置於教育機構中實施沉浸式學習計畫,且教練或監督人員能同時使用Quest 2追蹤學生的進度,並在課程中提供及時回饋與指導。此外,Floreo亦積極與世界知名研究機構進行研究合作,包括與美國國家人類基因體研究所(NHGRI)展開VR遊戲對注意力不足過動症(Attention deficit hyperactivity disorder, ADHD)患者認知訓練之效益的研究。

(二) 能提供個人化復健訓練之VR解決方案
開發商:美國Neuro Rehab VR
Neuro Rehab VR為臨床物理治療開發了新穎的解決方案-XR Therapy System(已獲得FDA許可)。此解決方案能為患者提供多種復健相關之VR遊戲與訓練,包括上肢與下肢功能訓練、疼痛與焦慮舒緩、認知能力訓練等,並且能即時追蹤、測量和量化患者復健進展,同時能根據個人需求與能力,制定個人化療程。

(三) 疼痛管理VR解決方案
開發商:美國AppliedVR
AppliedVR為病患開發出能緩解疼痛的居家虛擬實境解決方案- RelieVRx。此產品能藉由冥想、呼吸、教育、遊戲等形式,引導使用者分散對疼痛的注意力,並且學習如何緩解疼痛。使用者僅須於家中自行進行每日7分鐘,為期8週的療程,即能有效地減輕疼痛。臨床試驗結果顯示約有一半的患者在經歷前述療程後,疼痛強度平均可降低70%。目前RelieVRx已獲得FDA核准用於慢性下背部疼痛治療。

(四) 大腦健康數位療法
開發商:瑞士MindMaze
MindMaze致力於發展大腦健康數位療法,以提高大腦恢復、學習和適應能力。目前此公司已推出神經復健VR解決方案-MindMotion GO與MindMotion Pro等產品。MindMotion GO結合了光學動作捕捉技術以及遊戲化的VR訓練課程,適用於手部與上肢復健訓練,且此產品設置簡易,可於診所與居家環境中使用。MindMotion Pro則專門為上肢半側癱瘓(upper-limb hemiparesis)患者復健設計,具備多款專門開發的遊戲,以及獨特的光學動態捕捉攝影機、慣性測量等裝置,以捕捉患者細微的動作。MindMotion GO與MindMotion Pro皆已獲得美國FDA與歐盟CE認證,並且已有超過3000名患者受益。另外,MindMaze亦研發出VR解決方案-MindPod Dolphin,適用於阿茲海默症等神經退化性疾病患者訓練認知能力。此產品目前正處於臨床試驗階段。

 

五、結語

儘管目前已有部分產品能提供個人化療程,但其選擇性仍有限,未能完全滿足患者的個人化需求,且虛擬世界中產生大量的健康數據尚未被妥善利用。預計隨著生成式人工智慧技術的發展,未來元宇宙將具備分析更多元健康與醫療數據的能力,以提供更全面的個人化療程。另外,迄今VR頭戴式裝置等沉浸式裝置成本仍相當高,且無法靈敏且精準地捕捉使用者的動作。發展低成本的VR頭戴式裝置以及更靈敏的動作捕捉裝置,將是未來值得密切關注的技術焦點。
 

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