醫療教學中的VR技術應用現狀研究

劉韻璇

摘要：虛擬現實，最初由VPL公司的人員于一九八四年率先發明，迄今發展歷程已達到了三十五多年。政府一直高度重視虛擬現實技術，并制定了許多政府文件和指南。由于虛擬現實技術所具備的三十一特點，即沉浸性、交互式和想像性，目前已逐漸運用于手術模擬、影像檢查、手術執行以及健康護理等臨床治療中。而與此同時，遠程教學技術也做出了飛速發展，但目前仍面臨著教學交流缺失、實際技術訓練不足、教育資源不夠共享等弊端。隨著五G互聯網的大量建立，虛擬現實技術和遠程教學的融合，能在繼續醫學教育、手術直播課堂、優質資源共享等各類醫療教育場景中起到關鍵作用，有效提高醫療培訓教育的有效性。

關鍵詞：虛擬現實;遠程教學;醫學教育;應用場景

1虛擬現實技術在醫學中的應用現狀

1.1虛擬現實技術虛擬現實

虛擬現實利用了動態環境模型、數字三維空間圖形制作、立體顯示技術和傳感器、應用系統設計工具以及信息系統整合等技術，形成了三維空間的虛擬現實自然環境，使用者在虛擬現實世界中可以感受到身臨其境的感受，而無法區分虛幻世間與實際世間。一個完整的VR操作系統，通常由供應終端、網絡以及內容供給終端三部分構成，其中內容供給終端可能為本地或云網絡。終端將收集到的應用指令傳送至內容供給端，而內容供給終端則在進行邏輯計算、渲染、解碼壓縮等過程之后，將相關內容傳輸至終端，而終端再對內容數據完成再次解碼，并展示至屏幕。虛擬現實科技同時具有了3I特性，即浸泡性、互動式和想象性，其中沉浸性是虛擬現實科技中最主要的特性。

1.2虛擬現實技術在醫療中的運用現狀

虛擬現實作為一項輔助信息技術，已逐漸在術后仿真、影像檢查、術后執行以及健康養護等臨床科學醫療中應用。通過VR的術后仿真器能夠讓醫療人員開展術后預演，并選取最好的術后路線，從而提升了術后成功率，并減少了醫療人員由于缺乏經驗而引發的風險。在MRI、CT影像檢測中，VR技術可以較為精確、直接地表現骨折部位以及周圍機構的狀況，并顯示出了一定的臨床科學醫療價值。同時虛擬現實技術還可運用在心血管外科手術和神經外科術后等的術后現場實戰中，在假腿、腦部損傷等的病人肢體活動健康養護中亦有應用。此外，李佳研究表明，采用VR的技術治療對社交焦慮癥（SAD）和失眠等心理病癥治療有較好的效果。我國研究者陶思怡與美國學者研究還表明，虛擬現實技術在醫患雙方跨文化交流中也可以起到一定效果，它可以給病人帶來真實的視覺效果，能夠有助于病人了解醫院信息，進而提高病人信心。

2遠程教學發展現狀及存在問題

遠程教育利用計算機、互聯網以及現代通信等科技管理手段，使音視頻的內容實現了跨空間傳輸的方式，也被稱為互聯網高等教育、互聯網素質教育等，具備了開放式、擴展性、靈活多樣、可管理性等特點。遠程教學可以沖破空間束縛，教和學在空間上可以分離，時間上也可以異步，授課地點靈活，學習時間自由，并能夠實現4A學習模式即在任何人任何時候任何地方都能夠使用任何設備，登陸互聯網進行授課。據CNNIC公布的第44屆《我國互連網絡發展狀況統計分析研究報告》表明，截止2020年6月，我國在線教育用戶規模已達到3.21億，手機在線教育的應用規模已達到1.99億。艾瑞咨詢有限公司在《2019年中國網絡教育行業發展研究報告》中表示，2019年我國網絡教育市場數量將達到2517.6億，同比上升25.6%。報告還表明，自制力較強、學業目標明晰和閑暇時間廣泛的中國青年人將是網絡高等教育的重點使用人群，高等學歷素質教育和培養將占有整體網絡教育市場數量的80%。

3虛擬現實技術在遠程醫學教育中的使用場景研究

3.1虛擬現實+醫療繼續教育

持續教育，是指成年人在進行正規的小學課程以后進行的一項特定的教學形式，也是美國終生學業體系的主要部分。上個世紀，美國政府組織工程人員繼續進行必要的訓練，并稱為CEE，標示著美國持續教育的開始。1971年，法蘭西高等教育家保羅郎格朗在《終生高等教育引論》中，系統論述了終身發展思想，對持續高等教育的開展產生了重要的推進意義。繼續醫學高等教育是現代醫學高等教育體系的重要組成部分，促進了醫療工作人員積極滿足健康業務需要，全面提高職業素養，豐富了職業發展途徑。但繼續醫學教育實踐中也遇到了相應的問題。

3.2虛擬現實+手術直播教學

傳統醫生對動手能力的積累，通常采用試驗、見習、教學等方法完成。但因為實踐條件較差、動手機會少、教學老師太忙等因素，要經過幾十年的摸排滾打才基本完成，因此訓練周期長、范圍小、見效慢。于是，怎樣迅速提高醫務人員的動手能力，就變成了一個緊迫的任務和課題。而遠程術后直播教學本應該是一個很行之有效的解決辦法，但由于前期術后直播視頻的畫面清楚度、分辨率以及順暢度，均無法適應醫生大規模訓練的要求。4K視頻傳播帶寬需要≥而8K則需要≥5G網絡用戶體驗速度高達1Gbps，空口時延最低1ms，才能適應手術直播教學中的傳輸帶寬以及時延需求。

3.3虛擬現實+優質醫療資源共享

在國務院健康教育主管部門的積極引導與推動下，通過利用虛擬現實信息技術，基礎服務和綜合能力較強的三甲公共診所，甚至包括北京協和醫院等國內著名公辦診所之間的醫學教育系統，通過最真實的教育場景，迅速提高了基層醫療機構及其工作人員的信息技術與實際能力，達到“小病不出村、大病不出縣、健康回基層”的分診就醫新布局，從而高效地減緩了三甲公共診所看病難、看病貴的現狀，并建立了和諧的醫患關系。此外，利用虛擬現實與全息投影等高新技術，將搭建普通醫學院校與世界頂級醫藥品牌高校間的學術交流平臺，使普通醫學院校的教師即使"足不出校"，就可以通過聆聽最前沿的醫藥知識講座，與世界最頂級的專家展開即時交流，從而獲得世界最優秀的醫藥教育資源。

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