医疗教学中的VR技术应用现状研究

刘韵璇

摘要：虚拟现实，最初由VPL公司的人员于一九八四年率先发明，迄今发展历程已达到了三十五多年。政府一直高度重视虚拟现实技术，并制定了许多政府文件和指南。由于虚拟现实技术所具备的三十一特点，即沉浸性、交互式和想像性，目前已逐渐运用于手术模拟、影像检查、手术执行以及健康护理等临床治疗中。而与此同时，远程教学技术也做出了飞速发展，但目前仍面临着教学交流缺失、实际技术训练不足、教育资源不够共享等弊端。随着五G互联网的大量建立，虚拟现实技术和远程教学的融合，能在继续医学教育、手术直播课堂、优质资源共享等各类医疗教育场景中起到关键作用，有效提高医疗培训教育的有效性。

关键词：虚拟现实;远程教学;医学教育;应用场景

1虚拟现实技术在医学中的应用现状

1.1虚拟现实技术虚拟现实

虚拟现实利用了动态环境模型、数字三维空间图形制作、立体显示技术和传感器、应用系统设计工具以及信息系统整合等技术，形成了三维空间的虚拟现实自然环境，使用者在虚拟现实世界中可以感受到身临其境的感受，而无法区分虚幻世间与实际世间。一个完整的VR操作系统，通常由供应终端、网络以及内容供给终端三部分构成，其中内容供给终端可能为本地或云网络。终端将收集到的应用指令传送至内容供给端，而内容供给终端则在进行逻辑计算、渲染、解码压缩等过程之后，将相关内容传输至终端，而终端再对内容数据完成再次解码，并展示至屏幕。虚拟现实科技同时具有了3I特性，即浸泡性、互动式和想象性，其中沉浸性是虚拟现实科技中最主要的特性。

1.2虚拟现实技术在医疗中的运用现状

虚拟现实作为一项辅助信息技术，已逐渐在术后仿真、影像检查、术后执行以及健康养护等临床科学医疗中应用。通过VR的术后仿真器能够让医疗人员开展术后预演，并选取最好的术后路线，从而提升了术后成功率，并减少了医疗人员由于缺乏经验而引发的风险。在MRI、CT影像检测中，VR技术可以较为精确、直接地表现骨折部位以及周围机构的状况，并显示出了一定的临床科学医疗价值。同时虚拟现实技术还可运用在心血管外科手术和神经外科术后等的术后现场实战中，在假腿、脑部损伤等的病人肢体活动健康养护中亦有应用。此外，李佳研究表明，采用VR的技术治疗对社交焦虑症（SAD）和失眠等心理病症治疗有较好的效果。我国研究者陶思怡与美国学者研究还表明，虚拟现实技术在医患双方跨文化交流中也可以起到一定效果，它可以给病人带来真实的视觉效果，能够有助于病人了解医院信息，进而提高病人信心。

2远程教学发展现状及存在问题

远程教育利用计算机、互联网以及现代通信等科技管理手段，使音视频的内容实现了跨空间传输的方式，也被称为互联网高等教育、互联网素质教育等，具备了开放式、扩展性、灵活多样、可管理性等特点。远程教学可以冲破空间束缚，教和学在空间上可以分离，时间上也可以异步，授课地点灵活，学习时间自由，并能够实现4A学习模式即在任何人任何时候任何地方都能够使用任何设备，登陆互联网进行授课。据CNNIC公布的第44届《我国互连网络发展状况统计分析研究报告》表明，截止2020年6月，我国在线教育用户规模已达到3.21亿，手机在线教育的应用规模已达到1.99亿。艾瑞咨询有限公司在《2019年中国网络教育行业发展研究报告》中表示，2019年我国网络教育市场数量将达到2517.6亿，同比上升25.6%。报告还表明，自制力较强、学业目标明晰和闲暇时间广泛的中国青年人将是网络高等教育的重点使用人群，高等学历素质教育和培养将占有整体网络教育市场数量的80%。

3虚拟现实技术在远程医学教育中的使用场景研究

3.1虚拟现实+医疗继续教育

持续教育，是指成年人在进行正规的小学课程以后进行的一项特定的教学形式，也是美国终生学业体系的主要部分。上个世纪，美国政府组织工程人员继续进行必要的训练，并称为CEE，标示着美国持续教育的开始。1971年，法蘭西高等教育家保罗郎格朗在《终生高等教育引论》中，系统论述了终身发展思想，对持续高等教育的开展产生了重要的推进意义。继续医学高等教育是现代医学高等教育体系的重要组成部分，促进了医疗工作人员积极满足健康业务需要，全面提高职业素养，丰富了职业发展途径。但继续医学教育实践中也遇到了相应的问题。

3.2虚拟现实+手术直播教学

传统医生对动手能力的积累，通常采用试验、见习、教学等方法完成。但因为实践条件较差、动手机会少、教学老师太忙等因素，要经过几十年的摸排滚打才基本完成，因此训练周期长、范围小、见效慢。于是，怎样迅速提高医务人员的动手能力，就变成了一个紧迫的任务和课题。而远程术后直播教学本应该是一个很行之有效的解决办法，但由于前期术后直播视频的画面清楚度、分辨率以及顺畅度，均无法适应医生大规模训练的要求。4K视频传播带宽需要≥而8K则需要≥5G网络用户体验速度高达1Gbps，空口时延最低1ms，才能适应手术直播教学中的传输带宽以及时延需求。

3.3虚拟现实+优质医疗资源共享

在国务院健康教育主管部门的积极引导与推动下，通过利用虚拟现实信息技术，基础服务和综合能力较强的三甲公共诊所，甚至包括北京协和医院等国内著名公办诊所之间的医学教育系统，通过最真实的教育场景，迅速提高了基层医疗机构及其工作人员的信息技术与实际能力，达到“小病不出村、大病不出县、健康回基层”的分诊就医新布局，从而高效地减缓了三甲公共诊所看病难、看病贵的现状，并建立了和谐的医患关系。此外，利用虚拟现实与全息投影等高新技术，将搭建普通医学院校与世界顶级医药品牌高校间的学术交流平台，使普通医学院校的教师即使"足不出校"，就可以通过聆听最前沿的医药知识讲座，与世界最顶级的专家展开即时交流，从而获得世界最优秀的医药教育资源。

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