芻議虛擬現實技術在醫學教育中的應用

宋玉梅

摘 ?要：虛擬現實技術又被稱為VR技術，是一種在計算機技術基礎上的高度真實情境模擬技術，醫學學科的復雜性和醫學工作本身的多樣性為虛擬現實技術在其中的應用奠定了良好的基礎。本文分析和研究了虛擬現實技術在醫學教育之中應用的范疇，探討了應用的優勢和普及的局限性，為醫學教育和虛擬現實技術的融合奠定了基礎和前提。

關鍵詞：虛擬現實技術;醫學教育;應用領域;挑戰

受到臨床資源不足、臨床醫學知識相對復雜等原因的影響，高校醫學實踐教學開展一直難以有效開展。虛擬現實技術近年來得到快速普及和發展，其在醫學領域的應用性成為一個值得探討的問題。

一、虛擬現實技術概述

虛擬現實基礎也被成為VR技術，這是一個近年來頻繁聽到的專用名詞，其起源于上世紀六十年代，美國學者在融合了仿真技術、人機接口技術、計算機圖形學、傳感技術的基礎上構建起的一門新興的技術。虛擬現實技術表現出交互性、沉浸性、構建型特征，是借助計算機技術營造一種身臨其境、生動逼真的感官世界，允許學習者通過眼球轉動、頭部轉動、手勢變動和其他動作來完成人際交互，進而實現真實的體驗。虛擬技術在八十年代之后得到進一步完善，表現出更強的直觀性、形象性、精確性，漸漸地拓展到醫學、設計、軍事、藝術等多個領域的實踐和教學。

二、虛擬現實技術在醫學教育之中應用的領域

虛擬現實技術作為一項新興的技術，在醫學領域的應用效果一直飽受業界的關注和和矚目。1993年的一份統計結果表明當時盛行的805個虛擬現實技術已經有49項被應用于醫學領域。如今，將近30年的時間過去了，虛擬現實技術在醫學領域的應用已經愈加廣泛。

首先，在神經外科教學有廣泛應用。神經外科教學的重點在于如何讓學生對頭顱影像資料和解剖學基礎知識形成空間概念，進而為將來在準確上精確地進行定位做好準備。神經外科的手術都是耗費時間長、專業度要求高的收拾，并且重復性很低，這嚴重地降低了臨床醫師的培養效率。通過對患者頭顱和血管影響進行手術標本模型的重構，學生可以借助虛擬現實技術實現模擬切開頭破、打開骨窗、暴露病灶的過程，讓學生身臨其境地感受到神經外科手術中的定位，熟練手術操作流程，盡最大限度地降低手術風險，提升神經外科醫生培養質量，提高手術成功概率。當前，上海第二軍醫大學長海醫院已經將虛擬現實技術應用到了相關教學中，發現學生可以快速掌握操作流程、提升手眼協調動手能力，形成良好的手術效果。

其次，在骨科教學中有廣泛應用。骨科手術中，解剖結構復雜、手術類型多樣、視野范圍狹小，初學者往往要經過很長的學習曲線才能小有所成，而想要他們在短時間掌握手術技術是異常困難的。為了降低手術風險、給予青年醫師更多的實踐機會，傳統教學模式下，骨科教學往往是借助尸體標本來完成的，眾所周知，尸體標本在醫學教學之中屬于超級緊缺的資源，難以滿足臨床教學的需要。南方醫科大學附屬南方醫院脊柱病骨外科引入三維仿真軟件，將人體骨骼和人體肌肉高度仿真地落實到軟件之中，讓學生借助人機互動加強對骨科相關知識的了解和掌握，強化學生直觀記憶，豐富學生動手實踐能力，調查顯示，學生的學習興趣大大提升。

再次，在婦產科教學中有廣泛應用。婦產科教學在醫學教學中占據至關重要的位置，由于女性盆腔結構具有高度的復雜性，存在著臟器隱匿的情況，組織形態也高度抽象，學生學習和把握存在較大難度。此外，婦產科患者和家屬的隱私意識和防范意識相較于其他科室的患者更加敏感和強烈，他們通常會拒絕婦產科醫生的檢查示教，當面對男性婦產科醫生的時候，這種現象尤為明顯，這為婦產科教學帶來嚴重困難。虛擬現實技術可以在傳統倫理和文化習俗的基礎上，讓學生更加深入地了解婦產科臨床實踐要求，當前該技術已經滲透到婦產科臨床多個層面，在婦科腹腔鏡的應用上最為廣泛。最新的現實手術模擬系統已經可以再手術操作、力學反饋上表現出強大的功能，虛擬現實技術已經在產科急癥處理、宮腔鏡培訓、手術模擬上發回高度優勢。

最后，在兒科教學中有廣泛應用。受到醫療資源和兒童患者本身的特殊屬性影響，學生在臨床實踐之中遇到的困難也非常多，比如缺乏動手操作機會，家長不愿意配合缺乏經驗醫生問診查體等等，教學效果大打折扣。哈爾濱印刻大學通過虛擬現實技術，將復雜的、診療環境至入到模擬環境之中來，讓學生能夠身臨其境地體會到病例重現，對理論知識和實踐能力有更深地把握。

除此之外，虛擬現實技術在泌尿科、外科手術、眼科、口腔科、支氣管鏡等多方面教學都有著越來越廣泛的滲透，學生的學習熱情、臨床思維得到了極大的強化。

三、虛擬現實技術的應用優勢和面臨的挑戰

綜上而言，虛擬現實技術可以你在醫學學科的教學產生極大的應用價值，在很大程度上彌補醫學教學的不足，使得病人配合程度不高、尸源緊張、學生操作機會不多等難題迎刃而解。虛擬現實教學環境下，學生可以身臨其境地感受到真實的醫療環境和醫療背景，在計算機上進行直接操作，提升對醫學知識的直觀認知，對教材上晦澀的理論理解得更加透徹。同時，學生還可以不需要的安心因為自身經驗不足或者操作失誤而給患者帶來身體上的損害或者傷害，在輕松的學習環境中學習反復訓練可以極大地提升學習效率。此外，虛擬現實教育可以突破時間、地點和場合的限制，讓教學活動可以隨時隨地開展，學生學習的平臺和空間大大提升。

虛擬現實技術在醫學教育領域的應用具有廣泛的前景，但是從我國目前的現實情況來看，應用和探索還處于初級階段。首先，諸如機械臂、虛擬人體和虛擬醫療場景的構建需要耗費大量的成本，規模不大的醫學院沒有條件引入。其次，當前傳感器、信號處理、力反饋等技術還沒有達到成熟條件，真實感和臨摹感還需要進一步提升。此外，一些設備在接受高逼真和高質量的醫學圖像上，表現出性能不佳的缺陷，同時也難以快速、實時生成所需圖像。相應地，虛擬現實技術下的相關學習只需要學生一人就可以完成，久而久之，他們的溝通能力、交流能力、協作能力將會下降，而團隊精神是每一個醫生必備的素養之一。

綜上而言，虛擬現實技術融合了多個學科、多種理論，是整合醫療教學資源、提升學生臨床操作能力、培養學生專業思維的有效路徑，也是醫學專業教學改革的關鍵載體。雖然其在成本、技術上還有完善和提升的空間，但是在信息技術快速發展、計算機技術深度普及的時代背景下，虛擬現實技術在醫學教育領域的廣泛應用勢在必行。

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