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小到細胞大到整個器官 疾病在VR面前變得越來越渺小

Caroline Stefani有一個很酷的工作, 她任職於美國西雅圖的貝納羅亞研究所, 尋找治療多發性硬化症和1型糖尿病等疾病的新方法。 為此, Stefani花了很多時間通過顯微鏡拍攝細胞的照片, 然後根據這些照片構想它們的三維形態。

這並不容易, 很多科學家每天都要花費很多精力去構想這些細胞或是蛋白質的微小三維結構。

幸運的是Stefani的辦公室就在技術部門領導Tom Skillman的隔壁。 Skillman有一天跟Stefani說他有一個想法, 那就是利用顯微鏡資料, 在虛擬實境中創建完整的細胞三維模型。

一年之後, Stefani工作的實驗室便有了一個投入使用的VR應用程式, 使得她和其他研究人員以前所未有的方式開展工作。 這只是虛擬實境和增強現實在醫學和醫學研究領域引起轟動的眾多方法之一。

Stefani所在的實驗室負責人Adam Lacy-Hulbert說, 這個應用程式對於研究工作來說意義重大。 雖然它看起來可能有點華而不實,

但醫學研究大多意味著反復地嘗試。

Caroline Stefani(左)和Adam Lacy-Hulbert(中)一直在使用VR觀察三維的免疫細胞, 該程式由研究技術主管Tom Skillman(右)開發

Lacy-Hulbert的實驗室研究自身免疫疾病, 就是指機體對自身抗原發生免疫反應而導致自身組織損害所引起的疾病。 科學家們花費大量時間來試圖弄清單個細胞究竟發生了什麼,

或者細胞之間怎樣相互作用。

Lacy-Hulbert談到投入使用的VR應用程式時說道:“這很酷, 幾乎是立竿見影的!”

技術人員Skillman說, 看到貝納羅亞研究所的科學家使用這個應用程式令人難以置信。 他說:“VR使科學家們感到非常興奮, 因為他們看到了以前從未見過的東西。 ”

簡單介紹一下Confocal VR應用程式的工作原理:首先使用共聚焦顯微鏡拍攝圖像, 得到的圖像就像下圖中一樣, 是從不同角度拍攝的細胞的2維圖像, 這和醫院裡的核磁共振成像差不多。

這是通過共聚焦顯微鏡拍攝的圖像。 綠色的是一個正在死亡的細胞, 被免疫細胞吞噬。 免疫細胞核呈藍色。

儘管這些圖像有助於我們大致瞭解細胞在哪裡以及它們是如何相互作用的,

但是很難有更真切的感知, 也很難看清究竟發生了什麼。 即使是經過合成的3D圖像, 通過電腦顯示器也很難透徹地理解。

然後這些圖像會被轉移到Skillman通過現在流行的視頻遊戲製作軟體Unity打造的Confocal VR程式中, 這個過程非常快, Lacy-Hulbert說, 基本上當你從顯微鏡走到VR頭顯的位置時就完成了。

他說:“你可以在顯微鏡下快速查看這些圖像, 然後你就可以第一時間在VR中研究這些它。 ”

這個項目組除了有Skillman和Stefani, 還有另一位研究員Mridu Acharya。 他們使用技術領域所說的快速原型技術。

“我會先創建一些東西交給Stefani, 她會在使用後給我回饋。 然後我去更新、調整它, 盡可能快地反覆運算。 “Skillman說。

最終的產品相當驚人:該程式不僅以新的方式向科學家展示了細胞,

而且使用起來也非常快捷。

就個人而言, 我以前從來沒有使用共聚焦顯微鏡, 也沒有深入研究過免疫系統。 當Stefani解釋了二維圖像的細節時, 我很難理解她。 但是一旦我戴上了實驗室的Vive頭顯, 我就立即明白了她所描述的那些細節。 我能看到更多的東西, 並詢問研究人員有關細胞不同部位的問題。

這個應用還讓科學家能夠控制和操縱圖像。 Confocal的VR實驗室包括一個帶滑塊的控制台, 用於調整亮度, 對比度和照明等, 使用起來非常直觀。

虛擬實境的直觀性是其優勢之一, 特別是在醫學領域, 人們不斷嘗試理解高度複雜的物件。

這項技術也在醫院和其他醫療機構也備受關注。 總部位於西雅圖的創業公司Pear Med就是其中一例, 該公司正在開發一個混合現實程式,可以從病人的掃描中創建3D交互模型,向病人和醫生有效地顯示他們的器官和其他部位解剖的3D圖像。

Pear Med的CMO Seslar表示,該工具的目標是通過更好的視覺化和三維交互,在手術室等醫療環境中構建更好的病人的解剖模型。讓病人更好地瞭解自己的健康狀況,也幫助醫生為複雜的手術做好準備。

Pear Med開發的應用程式

Seslar說:“我們預計很快就會有一天,我們的技術將用於在臨床過程中即時顯示病人的解剖結構。

另一方面,Benaroya也在開發一個VR程式,讓科學家與蛋白質結構在VR中進行交互。這些高度複雜的分子負責細胞的大部分功能。

這個名為AltPDB的應用程式允許多人在VR中協作,並且向公眾開放:任何擁有VR頭顯和AltSpace帳戶的人都可以在自己的客廳中試用。他們還計畫與非營利組織共用Confocal VR。

無論是微小的蛋白質,小細胞還是整個器官,混合的現實都能説明我們以新的方式看待事物。

Lacy-Hulbert說,科學家通過Confocal VR經常看到以前從來沒有注意過的東西,儘管他們幾十年來一直在研究這種類型的細胞。免疫細胞吞噬死亡細胞的圖像就是一個很好的例子。

你可以在二維圖像中看到細胞質似乎穿過了它的細胞核。科學家們從這些圖像中可以看到一些奇怪的事情正在發生,但是他們不確定具體是什麼。

而在VR中,你可以抓住它,把它轉到正確的角度,然後放大它。“Lacy-Hulbert說。

他還說道:“這至關重要,因為以前人們用過去的方式來研究這個問題時,科學家們認為某些蛋白質實際上已經侵入了細胞核。現在我們可以告訴他們,他們是兩種不同的結構,是一個在推動另一個。”

在某些情況下,這個細節可能是一個小小的改變。但在特定情況下,這可能意味著一種新的治療過敏症的方式,一種急救藥物的研發或其他的醫療進展。

該公司正在開發一個混合現實程式,可以從病人的掃描中創建3D交互模型,向病人和醫生有效地顯示他們的器官和其他部位解剖的3D圖像。

Pear Med的CMO Seslar表示,該工具的目標是通過更好的視覺化和三維交互,在手術室等醫療環境中構建更好的病人的解剖模型。讓病人更好地瞭解自己的健康狀況,也幫助醫生為複雜的手術做好準備。

Pear Med開發的應用程式

Seslar說:“我們預計很快就會有一天,我們的技術將用於在臨床過程中即時顯示病人的解剖結構。

另一方面,Benaroya也在開發一個VR程式,讓科學家與蛋白質結構在VR中進行交互。這些高度複雜的分子負責細胞的大部分功能。

這個名為AltPDB的應用程式允許多人在VR中協作,並且向公眾開放:任何擁有VR頭顯和AltSpace帳戶的人都可以在自己的客廳中試用。他們還計畫與非營利組織共用Confocal VR。

無論是微小的蛋白質,小細胞還是整個器官,混合的現實都能説明我們以新的方式看待事物。

Lacy-Hulbert說,科學家通過Confocal VR經常看到以前從來沒有注意過的東西,儘管他們幾十年來一直在研究這種類型的細胞。免疫細胞吞噬死亡細胞的圖像就是一個很好的例子。

你可以在二維圖像中看到細胞質似乎穿過了它的細胞核。科學家們從這些圖像中可以看到一些奇怪的事情正在發生,但是他們不確定具體是什麼。

而在VR中,你可以抓住它,把它轉到正確的角度,然後放大它。“Lacy-Hulbert說。

他還說道:“這至關重要,因為以前人們用過去的方式來研究這個問題時,科學家們認為某些蛋白質實際上已經侵入了細胞核。現在我們可以告訴他們,他們是兩種不同的結構,是一個在推動另一個。”

在某些情況下,這個細節可能是一個小小的改變。但在特定情況下,這可能意味著一種新的治療過敏症的方式,一種急救藥物的研發或其他的醫療進展。

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