虛擬現實技術在醫療設備領域的發展前景

王麗明

摘 要：隨著科技發展，虛擬現實在生活中的應用也越來越廣泛，虛擬現實技術的強大功能使其不止停留在娛樂階段，更深入到各個專業領域中。生活節奏的加快讓人們無暇顧及自己的身體健康，即使青年壯年也有各種疾病纏身。醫療事業在當今社會發揮著重要的作用，作為拯救生命的行業，從醫者的專業素質及技術水平都不停接受著巨大的考驗。醫療產品作為醫生的工具，若能與虛擬現實技術結合，提高醫療水平，便能解救更多的生命。

關鍵詞：虛擬現實；醫療；發展

中圖分類號：R197.39 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）35-0060-02

1 虛擬現實

1.1 虛擬現實的概念

虛擬現實是一種目前較為流行的先進的計算機虛擬系統，涉及到人工智能、計算機圖像、智能控制等眾多現今領域，虛擬現實技術是將計算機中的圖像以三維的形態展現在人們的眼前，讓操作者沉浸其中，有真實的感知體驗，并能與之進行交互作用，現有的虛擬現實產品大都可以實現真實環境可視化和可操作化。虛擬現實中還包含一項增強現實，增強現實技術是將真實世界信息疊加在虛擬世界信息上的新技術，把原本在現實世界空間范圍內無法體驗到的信息通過科學技術，將虛擬的影相疊加到此時間的現實空間中，并被人類感官所感知，從而達到超越現實的感官體驗。同時展現出真實世界和虛擬世界的兩種信息，并相互補充、疊加在視覺化的增強現實中，提供出一般情況下，不同于人類感知的信息。

1.2 虛擬現實技術的特點

虛擬現實技術擁有交互性，使用者可以利用虛擬設備，如頭盔、數據手套等，在虛擬環境中對對象進行手勢、語言等方面的操作，并得到反饋，就如同在真實世界中一樣。

虛擬現實技術擁有沉浸感，虛擬環境中的圖像和場景都是以三維立體形態呈現的，并且會對操作者的行為及語言進行反饋和回復，加強了虛擬空間的可信性和真實性，讓使用者具有沉浸其中的感受。

1.3 虛擬現實技術的應用領域

虛擬現實技術在目前最為人們所熟知的領域就是娛樂，虛擬眼鏡，虛擬游戲等等，由于虛擬現實技術擁有沉浸其中的感受，在游戲領域可以給使用者帶來強烈的感官刺激，增強了游戲娛樂的趣味性。在藝術領域，VR技術可以將靜態的圖像雕塑等藝術作品轉化為動態的形式，強調藝術的思考性，虛擬畫廊、虛擬音樂廳和文物保護等方面就是應用的該方法；在教育方面，VR技術能夠讓使用者與學習對象進行更直觀的接觸和交流，提高學習樂趣和效率；城市規劃方面，VR技術能夠生成虛擬世界中的可視的規劃方案及3D模型，減少傳統制造生產過程中的資源和時間的浪費，提高效率，降低生產成本；在計算機科學領域，將科學數據可視化，常用于建立分子結構地震及地球環境等模型；在旅游業上，虛擬現實技術還可以模擬旅游環境，讓使用者足不出戶就可以看遍世界美景；VR技術使用越來越廣泛，在醫療、人工智能、軍事航空等領域均有涉獵，正在逐步改變我們的傳統生活模式，并不斷尋找和研發其更多可能性。

2 對傳統醫療設備狀況的分析

2.1 傳統醫療設備的發展狀況

隨著我國醫療事業的飛速發展，對于醫療設備上的需求也在不斷地增長，客觀上推動了醫療企業的不斷壯大，國內的醫療設備也在世界市場上占有了一席之地，可預見未來中國醫療器械行業的發展空間將是十分巨大的。但一些高端產品的設計和研發基本都是國外的技術，而國內這方面所占有的市場份額只是微量的一部分，導致這些原因主要是目前國內這方面的高級人才欠缺使得在這方面我國和歐美國家還是有一定的差距。

2.2 傳統醫療器設備存在的問題

我國醫療器械的研發及創新水平也較低，產、學、研、結合不緊。研發、臨床試驗、注冊和市場開拓花銷較大。技術及造型上缺少自己的研發及創新產品，導致這一行業一直沒有太大突破，在研發創新方面還存在很多缺陷。雖然我國的醫療產品正在逐步打入國際市場，擴張市場份額，但我國出口的產品多以加工方向為主，并且大多是中低檔次的產品，缺少產品競爭力。此外，很多企業規模較小，技術及創新水平都有待提高，管理能力和抗風險能力也比較薄弱，在國際市場上沒有太大競爭力。能否考慮在將來的醫療行業的發展上，在保證質量的基礎上，盡可能降低成本，采取專業，系統化的生產鏈條，并且加強專業技術研發及創新，提高產品核心競爭力，生產出屬于自己的醫療產品，提高國際上的行業競爭力。

3 虛擬現實技術在醫療設備領域的展望

3.1 虛擬現實技術在醫學方面的應用

目前虛擬現實技術已經在醫療方面取得了部分成就，并有了一些值得稱贊的設計，虛擬人體，傳統的解剖模型大多只能用來觀看，而真正用于解剖的人體都是福爾馬林處理過的尸體標本，外觀可怕有難聞的氣味，并且尸源緊張，切一具少一具，連保存尸體很困難，每一次尸體解剖課程和練習都是一次挑戰。而美國發明的虛擬人體解剖臺則大大解決了這一難題，系統擁有一男一女兩具人體模型，可任意切割，剝離，正、逆向解剖，方便醫學生反復多次，并且在衛生的環境下學習解剖學。

虛擬手術與模擬，對于醫學生來說，要想在未來臨床手術及操作中作到少失誤，反復多次的練習是非常必要的，但實際操作資源都是有限的，于是就有了虛擬手術技術，例如最基礎的靜脈穿刺訓練系統，是較早的虛擬外科操作系統，設備模擬了靜脈輸液的全部流程，具有力反饋還能模擬回血，類似的模型還有很多種，例如虛擬腹腔鏡，虛擬內鏡等等，都是應用到現有醫療教育中較多的技術。此外，虛擬現實也可以應用到實際的手術操作中，例如器官移植手術，解決患者排異性問題，在手術前模擬被移植器官與患者的移植效果，減少術后出現排異性的問題。實際應用的還有整容手術，醫生在術前利用虛擬現實技術進行模擬手術不斷調整手術方案，提高患者術后滿意率。

虛擬現實遠程醫療技術，是提供給一些外地不方便去中心城市專家處治療并手術的患者，醫生通過虛擬環境下對虛擬病人的操作，控制在遠方操作手術的機器人。目前，美國佐治亞醫學院和佐治亞技術研究所的的專家們已經研究出了眼科手術操作機器人，在醫生不去到現場的情況下也能安全操作機器人，對患者進行手術。endprint

虛擬現實康復醫療，主要應用于康復訓練，將患者放置于一個虛擬環境中，體驗不同的視覺和聽覺刺激，利用虛擬環境指導患者完成特定的動作及任務。利用智能人體捕捉技術，識別患者定位，語音提示，對患者的視覺聽覺觸覺反饋，提供針對不同患者的治療康復方案，存儲患者的信息數據，在患者不受外界干擾的前提下，刺激患者對其做出反應，改善肢體運動功能、記憶力及其他腦功能，為中樞神經損傷的患者提供非規則性環境及開發性任務或閉合性任務，使他們學到各種解決目標任務的方法，而不是單一的肌肉激發模式。

3.2 對虛擬現實技術在醫療設備領域發展建議

目前，虛擬現實技術已經能實現使用者與機器的基本交互及操作，而在醫療領域，使用者帶上眼鏡或者頭盔等技術載體便可對虛擬世界的虛擬對象進行基礎操作，也可對模型人體骨骼肌肉等進行更直接的觀察和研究學習。但目前虛擬現實在醫學領域的技術還不夠完善，并且醫療對象的特殊性加大了運用虛擬現實技術的醫療器械產品設計和生產難度，使得目前的虛擬現實醫療設備大都停留在概念階段，較少應用到實踐中去。加強技術研發，鼓勵設計者和研究者在虛擬現實醫療方向的研究及探索，將研究延伸到更深的層次，對研發人才及團隊提供政策與資金支持，鼓勵開發有更好使用體驗和創新性的產品；實現設計生產產業化，提高設計生產效率，降低生產成本，提供虛擬現實醫療方向的設計人才、技術人才的交流平臺，構建一批擁有國際先進技術人才的生產研發團隊，完善現有醫療設備的技術缺陷及不足，保障所有生成產品的性能及質量標準，形成一體化的鏈條。

3.3 虛擬現實技術在未來醫療設備方向的展望

隨著科學水平的發展，虛擬現實技術也不再僅僅局限于娛樂活動，人們在不斷的探索它在實用方向上的更多可能性，醫學就是其中一個方向。如果能對現有的虛擬現實醫療技術進行不斷的改進及創新，例如虛擬現實醫療手術，若能在術前，對較困難的手術進行反復操作和練習，降低真實手術成功率。醫學教育在不斷地培養未來的醫療人才，所以在學習期間若能將虛擬現實技術在醫療上的作用發揮到最大，也將為以后的醫療事業起到了巨大的推進作用！所以，醫學作為解救生命的學科，能將虛擬現實技術應用到實踐中去，挖掘其更多可能性，定能拯救更多的生命，造福社會和家庭。

4 結束語

科技飛速發展，虛擬現實技術雖不斷完善，但大多用于娛樂項目，生活中很少見到能夠解決現有社會問題的虛擬現實產品。設計服務于人，將虛擬現實技術運用到生活中解決問題才是實現其價值最好的辦法。

參考文獻：

[1]2013年中國醫療器械產業發展存在的問題淺析[Z].

[2]醫療器械未來十年仍高增長離不開傳感[Z].

[3]虛擬現實技術及其應用[Z].

[4]丁群，黎弟美，洪娜佳.虛擬現實技術應用[J].科技創新與應用，2016（21）：61.endprint