科學家通過VR治療癌症：並非神乎其神

科學家把最新技術用於治療癌症總是喜大普奔的消息，但VR與治療癌症似乎風馬牛不相及。不過，劍橋大學的研究人員近日正在探索VR技術在治療癌症方面的應用。

該項目首席研究人員葛列格•漢農(Greg Hannon)表示，“我們希望製作互動式、逼真的3D腫瘤示意圖，科學家在虛擬實境環境中可以‘走進’腫瘤，對其細節進行研究。”

從流程上看，腫瘤首先被切成極薄的切片，然後對這些切片進行成像和分析，直至對每個細胞的基因組成進行分析。全部切片將組裝成3D模型，研究人員可以在虛擬環境中進行研究和實驗。當然，劍橋大學這項研究並非最新的成果，他們是希望能夠提供更詳盡的細節和交互性。

從原理上看，通過VR治療癌症，更多的是將癌細胞病變的過程進行顯示，能讓科學家更直觀地瞭解到“病根”，從而確定治療方案，並非像媒體說的“神乎其神”，動輒就用“震驚”、“顛覆”來形容。VR次元整理了一些已經在試驗的案例，基本原理大同小異。

Oculus應用揭秘DNA如何發生突變

紐約市威爾康奈爾醫學中心的研究人員已經開始使用VR技術，來更好地理解癌症基因突變的狀況了。他們為Oculus頭盔開發了一個新的程式，讓使用者看到並與微觀蛋白質的3D模型進行交互。

這個項目被稱為“IPM VR”，意思是“精准醫學VR研究所”，旨在讓研究人員更加容易確定患者DNA的哪個地方發生了突變，以及如何發生突變，因而導致了癌症，他們的目標是説明全國醫生更好地瞭解突變，從而快速找到最好的治療方法來狙擊這種疾病。

從醫學的角度講，每個人都有一些DNA突變。一些是遺傳的，另一些是吸煙或暴曬太陽等環境因素產生的，而另一些只是自發形成的新的細胞形式。其中大多數是良性的，但是錯誤的突變組合有時可以導致特定器官或區域中的細胞生長失控，最終抑制身體的正常功能，這種失控的生長過程就是癌症。

通過觀察蛋白質——我們DNA中的遺傳指令創建的分子構建塊——你可以瞭解到哪些基因突變有危害。這項技術的創立者奧利維爾艾利蒙說:“DNA水準上的突變沒有什麼影響，只有當基因被轉錄形成蛋白質，這些突變開始表達自身的時候才會有問題。”

蛋白質的結構是三維的，但通常是它被列印在紙上。如果臨床醫生沒有看到3D蛋白質模型，他們無法徹底瞭解突變的影響。正是在這種情況下，康奈爾中心的科學家開發了IPM VR，為研究人員和臨床醫生提供了一種沉浸式的方法，來檢查患者的獨特基因突變。

Oculus頭盔配備了一個運動感測器，可以檢測到你正在看那個方向。IPM VR還使用了一些外部攝像頭（頭盔中沒有）來進一步跟蹤你的身體和手部的運動。

在研究人員對患者腫瘤中的所有基因進行測序後，軟體會把所有的突變都投射到特定的蛋白質模型上。研究人員可以從蛋白質資料庫下載3D蛋白質形狀的數字存檔。

臨床醫生佩戴上VR頭盔之後，可以改變視圖，選擇是僅僅查看突變熱點，還是僅僅查看某個突變。他們可以用手和手臂的姿勢來移動旋轉模擬的蛋白質。如果想看到更多資訊，臨床醫生可以從電子醫療記錄中提取關於患者的二維“文檔”——關於癌症類型的報告或患者的病史。

研究者使用VR在癌症細胞上行走

阿帕裡西奧Samuel Aparicio博士是一名乳腺癌研究員，阿帕裡西奧博士作為團隊成員，開發了真實乳腺癌腫瘤的虛擬實境3D成像技術。

“我們已經對它進行了調整，以便用來顯示我們正在研究那些腫瘤，看到每個單細胞，”阿帕裡西奧博士說。

癌細胞很小，但破外形極強。這種技術可以將癌細胞放大數百萬倍，而且還能讓你在癌細胞的表面和裡面行走。

一旦進入腫瘤的VR掃描成像中，研究人員就可以用顏色對不同類型的細胞進行編碼。圖中的巨噬細胞呈現為藍色

這種3D圖像不是乳腺癌腫瘤的模型，而是一個真正的腫瘤，從MRI和CAT掃描成像轉換成了VR成像顯示。所有的細胞最初都用黑色和白色顯示，如果研究人員想要查看一組特定的細胞，不管是巨噬細胞、血細胞還是別的細胞，他們可以用不同的顏色來區別不同的細胞。

阿帕裡西奧博士說，有了這種更詳盡的新方法來觀察腫瘤，科學家可以找出新的方法來診斷和治療疾病。

阿帕裡西奧（右）和實驗室助理使用虛擬實境在乳腺癌腫瘤內行走

阿帕裡西奧博士說，經常有人問他，這項技術將如何推動癌症研究。“我們有一些基本目標，”他說，“預測癌症在個體患者體內的行為方式，結合不同的治療方法，防止癌症隨著時間推移而惡化。”

當他“進入”癌細胞內時，其他研究者也可以進入這個細胞，近距離地查看相同的3D資料。“我們以不同的方式思考如何處理它，”他說。“而且這也有利於促進合作。如果有人說，‘我想到一個辦法’，你過去看看他的想法也變得更容易了。”

阿帕裡西奧博士在乳腺癌領域有豐富經驗，因此該團隊把重點放在乳腺癌上。

VR項目為癌症患者鼓氣

除了將癌細胞病變過程進行3D視覺化，VR也能從精神層面，對癌症的治療產生一些作用。美國南加州大學諾裡斯綜合癌症中心和一家非營利組織合作，推出了一個面向年輕人的VR專案。

該項目名為AYA @ USC，旨在使用最先進的媒體技術，為病人提供某些電影和互動式VR體驗，用高品質的娛樂活動來減輕病人的不適和焦慮感。

該大學Keck醫學院的醫學教授大衛•福賴爾（David Freyer）說：“這個項目想要治療的是整個人，而不僅僅是癌症。它可以在情感上為我們的患者提供重大益處，僅僅通過藥物是無法實現這些益處的。”

這個試點項目將從今年秋季開始，先在門診患者和非住院患者中試點三個月。非營利組織Springbok Cares將為這個癌症中心的患者免費提供VR設備、內容庫和人員。癌症中心的臨床工作人員將批准和監督這些設備的使用，以確保患者的安全。Springbok Cares與各種內容提供者和贊助商達成了合作夥伴關係，這個專案的內容庫還會持續增長。

Keck醫學院醫學助理教授James Hu說：“除了讓患者獲得更豐富的體驗，這個VR項目還可以為年輕的癌症患者帶來切實的臨床益處。”

研究已經證明，在面對醫學、心理和教育領域的諸多挑戰時，VR可以提供一些幫助，包括減少癌症患者接受化療後的副作用和疲勞感等等。在獲得VR體驗之後，癌症患者的情緒得到了改善，負面心理症狀也減少了。

Springbok娛樂公司首席運營官斯蒂芬-查理斯•傑菲（Steven-Charles Jaffe）表示：“我的女兒曾經患上過癌症，我非常高興能夠與綜合癌症中心和Keck醫學院合作，開展這個具有突破性的專案。在我女兒與癌症戰鬥期間，我瞭解到，在患者所需的娛樂活動方面有些空白需要填補，本專案希望填補這種空白。VR技術可以把患者‘虛擬傳送’到醫院之外的環境中，為患者創造積極正面的體驗”

在15和39歲之間的美國人裡，和疾病相關的死亡原因中最大的元兇就是癌症。這個年齡組每年有7萬多人被診斷為癌症，其中在洛杉磯地區每年約有4000多人。

從上面這些案例可以看出，VR更多是從3D成像和精神層面，對癌症的治療有一些作用，但並非是決定性，畢竟瞭解病變的過程，並不一定非得通過VR來實現，而精神層面的調節，VR也未必是最優選擇，只是說VR多提供了一條治療癌症的途徑而已，遠遠不能用“顛覆”、“革命”這樣的詞來形容。