關于醫(yī)學職業(yè)教育中VR技術的應用研究

穆野

【摘要】本文介紹了虛擬現實技術的特點與種類，我們提出了VR技術在醫(yī)學教育中的應用策略：一是VR技術可以進行有效的手術直觀觀摩增強記憶，二是應用VR技術可以在模擬的環(huán)境進行細致的醫(yī)學觀察。

【關鍵詞】醫(yī)學職業(yè)教育 VR技術 應用

【中圖分類號】G712；G434 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）32-0045-01

一、引言

醫(yī)學職業(yè)教育的目標是為全社會培養(yǎng)更多優(yōu)秀和合格的人才，使他們能夠更好地適應未來的工作需要，在工作中取得更大的成就。為了促進這一目標的順利實現，醫(yī)學職業(yè)教育的課程應合理設置，新形勢下課程教學改革應提倡新理念、新思路，以適應和醫(yī)學職業(yè)教育質量的提高。VR技術應用在醫(yī)學職業(yè)教育中的作用是不言而喻的。為了更好地開展教學工作，培養(yǎng)更多的優(yōu)秀人才，要進一步優(yōu)化基于VR技術的教學設計。

二、虛擬現實技術的特點與種類

1.沉浸式虛擬現實技術

這種技術采用計算機3D圖像處理技術，通過3D圖像處理技術，用戶可以通過頭盔顯示器帶來立體視覺；通過音頻處理技術，用戶的左耳和右耳可以感受到不同的立體聲；在虛擬手套中添加觸摸點允許用戶體驗觸摸。因此，沉浸式虛擬現實使用戶能夠更多地沉浸在虛擬空間中，實現視覺、聽覺和觸覺等多感官模擬。

2.桌面式虛擬現實

桌面虛擬現實系統(tǒng)使用計算機圖像和其他技術來構建模擬的3D空間。通常，三維模型圖像可以通過顯示器顯示在二維平面上，并且通過鍵盤和鼠標實現人機交互。桌面虛擬現實系統(tǒng)的實現相對簡單、技術相對成熟，但不能與現實空間完全隔離。用戶仍然受到外部環(huán)境的干擾，選擇虛擬模型的交互，與真實環(huán)境的交互相比仍然存在一定的差距。

3.增強現實

增強現實（AR）技術是沉浸式虛擬現實的變體，不同之處在于增強現實將虛擬3D對象與真實環(huán)境相結合。 AR技術仍然需要使用頭盔顯示器，虛擬現實手套和其他設備。（1）虛擬與真實的結合：沉浸式虛擬現實形成了一個完全合成的3D空間，用戶無法感知現實世界。 AR技術允許用戶看到現實世界，將虛擬對象疊加到現實世界中。（2）交互性和實時性：AR技術結合了現實和虛擬世界，需要AR技術來根據實際情況準確地合成虛擬對象。用戶使用虛擬對象來完成實際任務，因此需要AR技術是實時和互動的。

三、VR技術在醫(yī)學教育中的應用策略

1.VR技術可以進行有效的手術直觀觀摩增強記憶

進行手術觀摩，對于外科醫(yī)生來說，有著極其重要的意義。由于學生人數多，進行手術觀摩學習時，有一定的難度；即使安排學生觀摩手術過程，這樣對正常的手術進行也會造成巨大的影響，對于一些高端的復雜手術，學院更是無法實現現場的觀摩。這使得學生在進行手術觀摩學習時，找不到合適的方法途徑，對于其職業(yè)技能的掌握造成阻礙。應用VR技術，可以更好地解決這一難題，可以通過該技術，讓學生學到許多醫(yī)學技巧，學習復雜的手術方法，實現自身職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)提升。要實現VR技術輔助進行手術的直觀觀摩，對設備有特別的要求。一是示教室。示教室當然就是觀摩手術室用的場所，需要配備虛擬現實設備，需要配備顯示終端以及音箱、耳麥等設備，將手術室內的全過程在示教室的大屏幕上展現出來，從而達到觀摩手術的目的，并且進行雙向互動，示教室觀摩者提問問題，手術室內的醫(yī)生及時作出解答。二是手術室。手術室至少要配備1080p高清術野攝像機和全景攝像機，可以掛在手術吊臂上，也可以放在移動小推車上，根據用戶需求而定，是選擇移動式手術示教系統(tǒng)還是固定式的。相比固定式手術示教系統(tǒng)，移動的靈活方便，更加便捷。三是控制中心?？刂浦行囊话憔褪窃O置在機房，作為手術示教系統(tǒng)整個網絡的控制中心。大學要建設這樣的場所，為今后的VR技術應用于醫(yī)學教學服務。

2.應用VR技術可以在模擬的環(huán)境進行細致的醫(yī)學觀察

在人體結構和組織結構教育中，VR技術可以改變傳統(tǒng)的無法使用真實醫(yī)學教學環(huán)境的教學方法。例如，以往解剖學教學需要教授親自演示對于尸體的解剖方法和解剖步驟。學生在上解剖課時，更多的是感受到解剖課帶來的心理壓力，對于真實的解剖步驟，解剖方法掌握甚少。使用VR技術，每個人都可以在模擬的環(huán)境中進行尸體解剖，雖然同樣會帶來一定的心理壓力，但是其在對教學知識的掌握方面，要遠遠超過傳統(tǒng)教學。在進行醫(yī)學實驗教學時，醫(yī)學教學的對象往往是活體，學生沒有掌握相關技巧之前。應用VR技術，學生在低成本的環(huán)境下，逼真地學到真實的醫(yī)學技巧，可以通過細致觀察，學到更多的教學細節(jié)。VR技術在醫(yī)學教育中還會有著更進一步的應用。技術虛擬現實技術，越來越多的實驗操作能夠開展，醫(yī)學生在進行實驗操作時，也會變得更加容易。

近幾年來，醫(yī)學院學生或新手醫(yī)生用來了解人體構造的主要方式。有些醫(yī)學院的學生們在自己的第一年課程中可以通過虛擬現實作為訓練的方式，在正式接觸人體構造之前，通過科技的方式來提前了解一下。解剖學知識是所有醫(yī)學知識的基礎，而虛擬現實技術可以讓醫(yī)學院學生們更全面的了解我們身體的復雜結構。中職學校要將傳統(tǒng)課堂上難以被學生理解的知識點更加生動形象地展示出來，讓學生了解到最新的技術，探索不一樣的世界。中職院校要建立教學實習基地，可以與科技企業(yè)合作，可以得到一些3D打印設備，得到企業(yè)提供的技術服務支持，為學生提供理論+實踐新型創(chuàng)新教學模式。

3.VR技術可將靜態(tài)的臟器變成動態(tài)效果圖增強即視感

一個外科醫(yī)生的成長和手術觀摩是分不開的，一間小小的手術室擠進去二三十個醫(yī)生去觀摩手術，這是非常正常的。這說明了現場觀摩手術是在醫(yī)生培養(yǎng)上非常有需求的。虛擬現實技術從技術層面解決了觀摩手術的問題，通過VR眼鏡和高清晰的VR視頻錄制直播，醫(yī)生可以在第一時間用現場視角觀摩手術過程。這對于醫(yī)學教育的意義是非常重大的。比如，應用VR技術，學生可以看到心臟的靜態(tài)圖片變成了動態(tài)效果圖，呈現出心臟“搏動”效果。面對眼前視覺效果逼真，且跳動的巨型心臟，醫(yī)學生就能夠了解心臟的內在結構。教學時，將心臟的各個部分“分解”出來，能讓學生更直觀地了解心臟工作原理以及結構，同時當手柄選擇某個部分時還配合了相關詳細解說，使體驗者可以了解得更透徹。傳統(tǒng)的展示是規(guī)則物體，相對簡單，而柔性不規(guī)則的東西是最難的，特別是醫(yī)學中，它還必須符合科學原理的動。相信未來，應用虛擬現實技術就能夠完成這個技術難關。

四、結語

隨著通信技術和計算機硬件軟件技術的進一步發(fā)展，虛擬現實技術（VR）已經走入我們的生活當中。屆時，諸如外科手術的現場直播教學與VR技術的結合，將會對中職醫(yī)學生的綜合素質的培養(yǎng)帶來巨大啟發(fā)。虛擬現實教學設備的進一步研究發(fā)展，是VR技術在醫(yī)學教育應用中的一個探索方向。從整體而言，未來醫(yī)學教育在融合虛擬現實技術后將會有著巨大的進步。

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