基于VR技術(shù)的疫情隔離陪護(hù)設(shè)備研究

魏靖野，陳林

（魯迅美術(shù)學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110004）

1 疫情隔離患者陪護(hù)與VR技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又被稱為靈境技術(shù)，興起于20世紀(jì)末，是一項(xiàng)全新的技術(shù)類型。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)需要結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息及仿真技術(shù)為核心，就虛擬環(huán)境進(jìn)行計(jì)算，從而將環(huán)境沉浸，實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境變化一體化發(fā)展。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，加上科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，各個(gè)行業(yè)對(duì)于VR虛擬技術(shù)的需求呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng)，VR技術(shù)的進(jìn)步也成為當(dāng)前先進(jìn)的研究領(lǐng)域和研究熱門。

1.1 VR技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及問題

隨著我國(guó)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研發(fā)，呈現(xiàn)出成本低和質(zhì)量差等問題，雖然我國(guó)有關(guān)VR技術(shù)研發(fā)和相關(guān)硬件產(chǎn)品生產(chǎn)的中小企業(yè)相對(duì)較多，但整體看，這些企業(yè)的研發(fā)及其成果都沒有涉及高端系列，同時(shí)對(duì)于專業(yè)的申請(qǐng)量也不足，質(zhì)量相對(duì)較低，很大程度上存在技術(shù)抄襲現(xiàn)象。隨著當(dāng)前信息技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)很多VR商家推出眾多產(chǎn)品，最大的特點(diǎn)即價(jià)格低，體驗(yàn)效果相對(duì)較差，并沒有發(fā)揮其技術(shù)本身所具有的效果。

1.2 VR產(chǎn)品的應(yīng)用前景

（1）VR技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。當(dāng)前VR技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域，例如，教育、建筑、醫(yī)療和影音娛樂等，其發(fā)展前景是很好的。例如，在醫(yī)療行業(yè)中，通過VR技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病的診斷，并且可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化管理，如治療恐高癥、密集恐懼癥等疾病時(shí)，具有較好的功效，能夠使得患者在自己感覺恐懼的事物面前在醫(yī)生的引導(dǎo)和指導(dǎo)下慢慢接受，這是治療效果優(yōu)化的關(guān)鍵。將所觀察和統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，即將數(shù)據(jù)輸入VR系統(tǒng)中，醫(yī)生頭戴VR設(shè)備，通過虛擬現(xiàn)實(shí)的模仿，依據(jù)治療的角度，如腫瘤長(zhǎng)在什么位置等，通過各種角度去觀察和分析，模擬怎樣的治療方式最佳。但是，實(shí)際應(yīng)用于精神撫慰方面卻很匱乏。

（2）VR技術(shù)在政策上得到支持。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的政策支持下，VR技術(shù)得到了進(jìn)一步的推廣，在我國(guó)政府的大力支持下，互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)等都滲透了VR技術(shù)，VR技術(shù)研發(fā)企業(yè)也希望能夠通過政策支持不斷優(yōu)化概念，突出新的研究技術(shù)。

（3）VR技術(shù)商業(yè)系統(tǒng)的初步形成。在資本市場(chǎng)中，VR技術(shù)得到了眾多企業(yè)的關(guān)注與開發(fā)，其中VR商業(yè)管理系統(tǒng)的出現(xiàn)就是標(biāo)志。近年來，越來越多的企業(yè)加入虛擬現(xiàn)實(shí)管理領(lǐng)域中，我國(guó)至少有10家公司開始了VR技術(shù)的研發(fā)與管理，目前看VR技術(shù)的研發(fā)與管理是相對(duì)可觀高效的。

1.3 醫(yī)療領(lǐng)域VR應(yīng)用案例

智慧醫(yī)療常讓人想到5G、機(jī)器人、人工智慧（AI）這些高價(jià)技術(shù)，但醫(yī)療不只醫(yī)身，還要醫(yī)心，以虛擬實(shí)境技術(shù)撫慰病患身心，雖然只是安慰劑效果，但投入成本低，軟體服務(wù)商機(jī)大，還有減低病患身體不適制造醫(yī)護(hù)人員困擾等多種作用，適合多數(shù)消費(fèi)性電子產(chǎn)品業(yè)者投入。

日本的開放創(chuàng)新型研發(fā)組織DG Lab與電通ScienceJam公司曾開發(fā)出了組合腦波感受性分析技術(shù)和實(shí)時(shí)視頻生成技術(shù)的VR數(shù)字內(nèi)容“Kaleido Therapy”，該數(shù)字內(nèi)容是運(yùn)用了兩家公司聯(lián)合研發(fā)的感受性反饋技術(shù)“Mind Loop Technology”的功能性VR內(nèi)容?？筛鶕?jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的腦波推測(cè)其精神緊張程度，并按照該緊張程度，實(shí)時(shí)變換頭戴式顯示器上顯示的萬(wàn)花筒虛擬影像。通過這種方法使實(shí)驗(yàn)對(duì)象心緒平靜。

此次應(yīng)用了DSJ公司董事CTO、慶應(yīng)義塾大學(xué)理工學(xué)院副教授滿倉(cāng)靖惠開發(fā)的基于腦波分析的感受性定量化技術(shù)。而且在制作萬(wàn)花筒影像時(shí)，得到了日本萬(wàn)花筒作者第一人——山見浩司的監(jiān)督指導(dǎo)。此前實(shí)施的評(píng)估試驗(yàn)顯示，在43名實(shí)驗(yàn)對(duì)象中，88%的人認(rèn)可了該影像平復(fù)心情的精神撫慰效果，也從科學(xué)方面證明了該影像具有緩解精神緊張的效果。

2 沉浸式隔離病患陪護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念及方案

2.1 傳統(tǒng)隔離病患陪護(hù)方式弊端

傳統(tǒng)隔離方式有諸多問題，病患與家人、社會(huì)等熟悉環(huán)境脫離，無法及時(shí)得到有效的溝通，排解憂慮，同時(shí)病患家屬也不能看到病患的身體狀態(tài)。另外，傳統(tǒng)陪護(hù)方式不利于醫(yī)療人員的安全健康，對(duì)患者的探視，監(jiān)護(hù)過程中，也容易造成感染，給醫(yī)護(hù)團(tuán)隊(duì)帶來了很大的挑戰(zhàn)。

2.2 VR陪護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念

VR虛擬陪護(hù)設(shè)施的設(shè)計(jì)初衷就是以人為本的原則，其使用能夠有效地幫助社會(huì)中這類人群在患病時(shí)感受到社會(huì)的關(guān)懷和陪伴，其主要服務(wù)人群是因特殊病情不能會(huì)面家屬的病患，例如，對(duì)環(huán)境要求程度較高血液病患者，以及烈性傳染病患者。通過VR技術(shù)，使探視親人和病患同時(shí)在搭建的虛擬平臺(tái)實(shí)現(xiàn)會(huì)面、交談、互動(dòng)等行為，使病患及時(shí)地獲得精神上的支持，利于病情的治療與康復(fù)。

2.3 VR陪護(hù)設(shè)備設(shè)計(jì)方案

VR陪護(hù)設(shè)備連接病房?jī)?nèi)外，病房?jī)?nèi)部設(shè)備由病患使用，病房外部設(shè)備由探視者即醫(yī)護(hù)人員使用。病患端設(shè)備主要由體感和視覺設(shè)備支持，連接設(shè)備后即識(shí)別患者信息，患者可以自主選擇提前導(dǎo)入系統(tǒng)的個(gè)人熟悉的虛擬場(chǎng)景，也可以同時(shí)與探視端的親屬在虛擬場(chǎng)景中溝通交流，肢體互動(dòng)，對(duì)于臥床患者，親屬可以佩戴設(shè)備進(jìn)入模擬病房的虛擬空間，探視患者身體狀況，患者也可以佩戴簡(jiǎn)化的設(shè)備與親人交談。醫(yī)護(hù)人員也可以在病房外通過VR設(shè)備與患者交談，查看病患身體狀態(tài)。不同人使用后對(duì)設(shè)備進(jìn)行消毒即可以保證安全。

3 VR隔離病患陪護(hù)系統(tǒng)合理性分析

3.1 理論支持與技術(shù)應(yīng)用

（1）5G網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)基礎(chǔ)：針對(duì)第五代移動(dòng)通信技術(shù)來說，簡(jiǎn)稱5G或5G技術(shù)，是利用蜂窩傳輸形式的第一代信息技術(shù)，也是繼4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統(tǒng)后的延伸。5G的性能目標(biāo)是具備高的數(shù)據(jù)效率，同時(shí)能夠減少延遲、優(yōu)化能源管理、降低使用成本等，這樣可大規(guī)模地優(yōu)化生產(chǎn)性能。Release-15中的5G規(guī)范的第一階段是為了適應(yīng)早期的商業(yè)部署。Release-16的第二階段于2020年4月完成，作為IMT-2020技術(shù)的候選提交給國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）。ITU IMT-2020規(guī)范要求速度高達(dá)20Gbit/s，可以實(shí)現(xiàn)寬信道帶寬和大容量MIMO。

（2）VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的成熟：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（英文名稱：Virtual Reality，縮寫為VR），又稱靈境技術(shù)，是20世紀(jì)發(fā)展起來的一項(xiàng)全新的實(shí)用技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)囊括計(jì)算機(jī)、電子信息、仿真技術(shù)于一體，其基本實(shí)現(xiàn)方式是計(jì)算機(jī)模擬虛擬環(huán)境從而給人以環(huán)境沉浸感。

（3）疫情期的諸多視頻引發(fā)了隊(duì)員對(duì)隔離病患身心健康的關(guān)護(hù)。2020年新冠肺炎疫情的爆發(fā)使人們看見了人間的冷暖，在面對(duì)疾病的天災(zāi)下，不論多么想念自己的親朋好友，最終只能暫時(shí)相隔兩地甚至只能隔著一層玻璃。視頻里那些稚嫩的孩童流露出想念父母的表情實(shí)屬令人心痛。此次團(tuán)隊(duì)受疫情啟發(fā)，研究一款隔離病患的VR虛擬陪伴產(chǎn)品，能夠有效改變此類現(xiàn)狀。

3.2 典型同類案例分析

據(jù)日本神戶新聞（Kobe Shimbun）網(wǎng)站報(bào)導(dǎo)，日本大坂大學(xué)（Osaka University）從2017年起，引進(jìn)虛擬實(shí)境（VR）技術(shù)，進(jìn)行病患情緒緩解應(yīng)用的研究，首先測(cè)試的是日本兵庫(kù)縣蘆屋市的市立蘆屋醫(yī)院癌癥安寧治療，成功改善病患臨終前的生活品質(zhì)與體驗(yàn)，雖說還是不能治愈，但在人道上已有明確價(jià)值。

目前關(guān)于虛擬實(shí)境技術(shù)的醫(yī)療應(yīng)用，已知有醫(yī)療教學(xué)、手術(shù)前說明與模擬、若干精神疾病的治療與安寧治療等，其中醫(yī)療教學(xué)與手術(shù)的虛擬實(shí)境技術(shù)，強(qiáng)調(diào)逼真，需要較高價(jià)的顯示器，而舒緩情緒的精神治療，只要消費(fèi)市場(chǎng)的虛擬實(shí)境頭戴顯示器即可，硬體成本與取得門檻均低，易于發(fā)展相關(guān)商業(yè)應(yīng)用。大坂大學(xué)測(cè)試的安寧治療，是確知壽限無幾的癌癥末期病患，走過人生最后一段的治療，這階段的患者通常已喪失行動(dòng)能力，只能躺在病床上，以嗎啡緩解難以忍受的痛苦，這時(shí)的治療不僅是為了讓病患能好走，同時(shí)也要安撫家屬的內(nèi)心，讓往生者安心，家屬能往前看。

神戶新聞舉出的治療案例，是66歲男性，他的希望是能再回家、能再駕駛自己13年的愛車，因此實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)以360度相機(jī)拍攝他的家、他的妻子與女兒，還有駕駛汽車四處逛街的虛擬實(shí)境影像，滿足病床上當(dāng)事人的愿望，讓當(dāng)事人與家人有更多勇氣與毅力，以笑容面對(duì)未來。

4 結(jié)語(yǔ)

VR陪護(hù)體系實(shí)現(xiàn)意義：對(duì)于研究開發(fā)者來說，該項(xiàng)目受眾人群較為廣泛，其研究成果有著極大的投產(chǎn)可能；對(duì)于患者來說，該設(shè)備有利于保證患者患病期間的身心健康，充分體現(xiàn)了人文關(guān)懷；對(duì)于醫(yī)護(hù)人員來說，該設(shè)備與診療過程相配合，有利于實(shí)現(xiàn)診療效果的最佳化?？傮w而言，VR陪護(hù)體系的實(shí)現(xiàn)對(duì)于病患、親屬、醫(yī)護(hù)人員等都具有不同程度的益處。